Содержание
Тема: как можно получить постоянное напряжение величиной 220 вольт из переменного.
Как известно в обычной электрической сети (бытовой) имеется переменное напряжение величиной 220 вольт (с небольшим отклонением, зависящее от различных факторов). Переменный тип тока достаточно легко поддается преобразованию, то есть при необходимости одну величину переменного напряжения и силы тока можно трансформировать в другую, при этом используется (обычно) всего одно устройство, называемое трансформатором. Но порой возникает необходимость в наличии именно постоянного типа электрического тока, величиной сетевого напряжения в 220 вольт. В этой статье мы рассмотрим способы, которыми можно сделать преобразование переменного напряжения в постоянное.
Для получения постоянного тока из переменного обычно используют полупроводниковые выпрямительные диоды. Они способны пропускать электрический ток только в одном направлении. При попытке подать на них ток в обратном направлении они закрываются и становятся диэлектриками. Переменный ток, как известно из курса физики, представляет собой упорядоченное движение электрических зарядов, которые периодически меняют свое направление. Данный тип тока (переменный) имеет синусоидальную форму. Если просто поставить один диод последовательно нагрузке, то мы уже получим постоянный ток после этого диода, но он будет иметь следующую форму.
В этом случае просто срезается одна часть волны переменного синусоидального тока. Остается лишь одна полуволна. Следовательно мощность на выходы (после этого диода) будет снижена в 2 раза. При подключении обычной лампочки накаливания мы увидим значительные мерцания света. Такой вариант получения постоянного тока с напряжением в 220 вольт используется крайне редко.
Более распространенным и правильным способом получения постоянного тока и напряжения 220 вольт является использование так называемого выпрямительного моста, состоящего из 4 диодов. В этом случае мы на выходе получим оба полупериода, которые имеют один и тот же полюс. Хотя и в этом случае постоянный ток не будет иметь ровную и прямую форму. Он будет скачкообразным. Решить данную проблему можно при использовании фильтрующего конденсатора электролита. В зависимости от того с какой мощность мы имеем дело, будет зависеть емкость и величина напряжения этого конденсатора.
Стоит заметить, что после добавления фильтрующего конденсатора электролита величина постоянного напряжения (его амплитуда) на выходе выпрямителя увеличиться где-то на 1,4 раза. Следовательно, в итоге на выходе простого преобразователя переменного тока в постоянный мы уже получим более чем 220 вольт (если на вход мы подаем переменку 220). Зато форма постоянного тока будет достаточно ровной. Лишнее напряжение всегда можно убрать (срезать) различными способами: ограничительным резистором, электронной схемой стабилизатора, простым параметрическим стабилизатором напряжения на стабилитроне и т.д.
Теперь по поводу вопроса конкретных диодов. Какие, собственно, диоды нужны для выпрямителя, чтобы получить постоянный ток из переменного для сетевого напряжения 220 вольт? Тут важны два основных параметра, это максимальное напряжение, на который рассчитан диод и максимальная сила тока, который он способен через себя пропускать. Поскольку мы имеем дело с величиной напряжения в 220 вольт, то и диоды нужно брать те, у которых максимальное напряжение раза в 1,5 больше сетевого напряжения. Ну, и с током, также. Берем полупроводник с запасом по максимальному току. Наиболее распространенными диодами являются серия 1n4007, у который максимальное напряжение 1000 вольт, ну а сила тока до 1 ампера.
Конденсатор должен быть рассчитан на напряжение более того, что подается на него. В нашем случае (при использовании 220 вольт) напряжение конденсатора должно быть не менее 500 вольт (с учетом увеличения амплитуды после моста). Емкость должна быть от 1 до 10 000 микрофарад (чем больше емкость, тем сильнее будут сглаживаться импульсы, но и тем больше будут размеры конденсатора, и дороже он будет стоить). Старайтесь найти наиболее оптимальный вариант, воспользовавшись формулами или онлайн калькуляторами по расчету емкости конденсатора для выпрямительного диодного моста под конкретное напряжение и мощность.
Учтите, что напряжение 220 вольт (хоть переменного, хоть постоянного типа) считается опасным, оно легко может травмировать и даже убить человека! Для гальванической развязки между городской сетью и вашим преобразователем переменного тока желательно поставить силовой трансформатор, у которого входное и выходное напряжение будет одинаковым (220 вольт). Силу тока можно ограничить путем правильного подбора диаметра провода вторичной обмотки на этом трансформаторе. В итоге это позволит снизить риск значительных повреждений и последствий в случае аварии или несчастного случая.
Если вам нужно, чтобы постоянное напряжение выпрямленного сетевого тока было регулируемым, то стоит сделать или приобрести готовое устройство (электронную плату, которая стоит относительно недорого) — регулируемый преобразователь сетевого напряжения с постоянным током на выходе. Такие схемы работают на тиристорах, симисторах вместо диодов. Они управляются дополнительными элементами, что срезают лишнии части напряжения. В итоге мы получаем диммер, что способен выдавать нужное постоянное напряжение от 0 до 220 вольт.
P.S. В настоящее время широко распространены электронные блоки питания (используются в блоках питания компьютера, зарядных устройствах мобильных телефонов и т.д.). Именно в них применяется вариант, когда необходимо сетевое переменное напряжение преобразовать в постоянное, без снижения амплитуды. В самой начале схемы и ставятся выпрямительные диодные мосты с фильтрующим конденсатором электролитом, о которых и был разговор выше. Внимание! Учтите, что напряжение 220 вольт считается опасным для жизни. Соблюдайте правила электробезопасности!
Хм. Да зачем заменять, когда можно вообще убрать? Если привести в порядок все мысли и идеи blackdog, то можно вообще такую схему нарисовать. 1. ОУ в стабилизаторе напряжения все-таки выбросить. Причем, выбросить вместе со всеми цепями коррекции и дополнительными источниками питания. Полученные недостатки – минимальное выходное напряжение не ноль, а 0,65в и температурный дрейф –2мВ/°C при напряжении около 0в, 0мВ/°C при напряжении около 25в, +2мВ/°C при напряжении около 50в. Как по мне, так это мизерный дрейф при таких напряжениях. 2. Регулировка выходного тока от 50мА до 2,2А, задается резистором R16. 3. Расчетный коэффициент стабилизации по напряжению более 250000. 4. Размах пульсаций при выходном напряжении 50в и токе 2А не более 12мкВ. 5. Склонностей к выбросам и провалам выходного напряжения при включении не имеет. 6. Тип переходного процесса – апериодический. 7. Перерегулирование – около 80мВ. 8. Длительность переходного процесса около 6мкс. 9. Время реакции на короткое замыкание – около 0,5мкс. 10. Пиковый ток короткого замыкания каждого мощного транзистора около 3А. __qaz.pdf
Как выбрать качественное оборудование? Как не ошибиться при покупке? Эти и другие вопросы мучают каждого сварщика, которому известно о сложности выбора сварочного аппарата. О них мы и поговорим в этой статье.
Есть 2 вида современных сварочных механизмов:
- Агрегаты переменного тока (трансформаторы для сварки);
- Механизмы постоянного тока (выпрямители, инверторы).
Первые сегодня применяют гораздо реже. Хотя четверть века назад такие аппараты были на пике своей популярности. Это происходило из-за того, что альтернативы просто не существовало.
Актуальность вопроса
Главным вопросом сварщиков считается такой: какой ток должен быть у аппарата, чтобы он работал долго и качественно – неустойчивый или статичный? Раньше было гораздо проще, потому что все аппараты работали на переменке.
Не стоял трудный выбор, который возник буквально 25 лет назад. Обычному мастеру сегодня крайне сложно определить, что будет работать лучше – инверторы, трансформаторы или выпрямители. Стоит остановиться на этом вопросе подробнее.
Что же собой представляет переменный ток? Это стандартный электрический импульс, который выходит из розеток.
Аппараты старого образца работали именно по такому принципу: они подключали механизм и на выходе получали пару сотен Ампер сварочного тока. Этого хватало для успешной работы.
Сегодня технологии прогрессируют, и появляются аппараты, способные менять ток с переменного на постоянный. Но вот в чем подвох: инвертор переменного тока на самом деле меняет его на статичный. А это понятно далеко не всем.
Наша цель в этой статье – рассказать, что собой представляют и те, и другие аппараты. Кроме этого, мы попытаемся обосновать важность переделки сварочного оборудования с переменного тока на постоянный.
Что происходит на самом деле?
Многие сварщики были в недоумении, когда на рынке появились аппараты нового образца. Трансформаторы оказались не так просты, как их предшественники.
Причиной этому стали особенности переменного тока. Нестабильное горение дуги приводило к тому, что швы получались кривыми. Особенно это касалось труда новичков.
Среди недостатков таких механизмов выделяли:
- Сильный шум при работе;
- Неаккуратность сварки, разбрызгивание металла;
- Сложность работы с аппаратом.
Возникает вполне логичный вопрос: «Не лучше ли пользоваться старым оборудованием, которое генерирует переменный ток?». Над этим неоднозначным вопросом думают многие мастера – как с большим, так и маленьким опытом.
Что уж говорить о новичках! Попытаемся разобраться в этом вопросе.
Начнем с достоинств трансформатора. Их основные преимущества, которые перекрывают недостатки:
- Невысокая стоимость аппарата;
- Хорошая работа с металлом, имеющим окисную пленку – нержавейкой и алюминием;
- Могут работать с грязными деталями, если нет возможности их очистки;
- Не имеют особых условий использования и хранения;
- Неприхотливы к месту выполнения работ;
- Обладают хорошей мощностью и могут варить даже толстый металл.
Как видим, плюсов гораздо больше. А значит – такая техника заслуживает внимания.
Сварочная дуга: что это?
Мы говорили ранее, что во время работы дуга может гореть неустойчиво. Процесс часто заметен невооруженным глазом: сварщик выполняет свою работу, а дуга при этом отклоняется от заданной оси. Как итог – шов получается неровным.
Новички часто делают много ошибок, потому что не знают всех нюансов. Это чревато быстрому погасанию дуги и некорректной работе.
Такие моменты наталкивают на мысль о ненужности покупки трансформаторов мастерам без опыта. Но всё обстоит несколько иначе: если вы научитесь работать с таким сложным механизмом, то в будущем у вас не возникнет трудностей с любым другим аппаратом.
Если вы твердо решили отказаться от агрегатов с переменным током — мы посоветуем, что предпринять. Мы подскажем, что делать, когда вы уже купили трансформатор, но пожалели об этом. Наша цель – рассказать, как правильно переделать такой механизм.
Для чего необходимы изменения?
Как вы уже поняли, нельзя однозначно сказать, какой же из аппаратов лучше – работающий на постоянном, либо на переменном токе. Это два разных устройства со своими достоинствами и недостатками, которые стоит учитывать при работе.
Наш совет однозначный: покупайте универсальное оборудование с двумя модификациями.
На рынке есть такие устройства. Но они достаточно дорогие, поэтому не каждый может их купить. Опытные мастера могут смело брать такой агрегат. Ну а если вы новичок и не планируете проводить работы слишком часто – купите трансформатор и переделайте его.
Последний работает очень слаженно. Немного изменив его, вы получите хороший аппарат, способный переключаться с переменного на постоянный ток. Это устройство станет надежным помощником в любом сварочном деле.
Как переделать механизм в домашних условиях
Процесс кажется очень сложным, но это не совсем так. У вас все получится, если вы уже имеете небольшой опыт в сварке. Преимуществом переделки будет то, что не нужно покупать еще один аппарат с постоянным током.
Вы соберете его своими руками: он будет выглядеть как дополнение к трансформатору. Принцип работы аппарата достаточно простой. Для этого вы подключаете его к трансформатору, и он меняет переменный ток на постоянный.
Предлагаем несложную схему данной конструкции.
Объясним, что же обозначает наш рисунок. Сборка небольшого выпрямителя происходит на диодах (VD1-VD4). L1 – это дроссель. При помощи последней дуга легко воспламенится и работает гораздо эффективнее.
Этот аксессуар не будет вмонтирован в ваш трансформатор. Он представляет собой отдельное устройство. Чтобы последний заработал, необходимо его подключить переменному трансформатору при помощи проводов.
Важные моменты, которые нужно учитывать при работе:
- Выбирайте диоды моделей Д161-320, Д161-250 либо B200. Их нужно аккуратно прикрепить к радиаторам.
- Собирайте дроссель на сердечнике, что относится к трансформатору ТС-270. Он приобретается у других сварщиков либо берется с лампового телевизора.
- Устраняйте все существующие обмотки и меняйте их на более новые. Оптимальное количество витков – до 30.
- В работе применяйте провода, изготовленные из меди. В идеале площадь сечения должна быть от 16 до 22 квадратных миллиметров.
- Прокладки из текстолита размещайте между частями сердечника. Оптимальная толщина первых – от 0.3 до 0.5 миллиметров.
Вот так несложно можно улучшить аппарат и сделать его работающим как на постоянном, так и на переменном токе.
Подведем итоги
Каждый человек, занимающийся сварочными работами, мечтает об универсальном механизме, работающем на постоянном и переменном токе. Но может ли хороший аппарат быть недорогим? Последнее условие выполнить практически нереально, ведь готовый механизм стоит немаленьких денег.
Конечно, если вы опытный сварщик, у которого много заказов каждый день – это хороший вариант. Но что делать новичку? Ведь он зачастую не готов к большим растратам.
В этом случае на помощь придут золотые руки и пара часов свободного времени. Выберите недорогой трансформатор, вооружитесь поддержкой опытного товарища – и у вас получится создать уникальное устройство.
Аппарат в итоге сможет варить на постоянном токе, а вы будете довольны его работой. Даже если дополнение вам не пригодится, его всегда удобно иметь под рукой. Все детали для такой конструкции легко приобрести. А, может, они и вовсе пылятся у вас в гараже.