Схема трехфазного сварочного инвертора

Рисуем схему подключения трехфазного сварочного аппарата:

Схема подключения 3-х фазной сети к инвертору Сварог TIG 200P AC_DC

Алгоритм работы будет таким:
1. Если воткнуть штатную вилку в 220v, то срабатывает пускатель К1 (25А на контакт), который одной парой контактов восстанавливает разрезанный нами провод идущий к переключателю ВКЛВЫКЛ сварочного аппарата.

А его вторая пара контактов замкнет сделанные нами разрезы дорожек на печатной плате, которые подводят силовое напряжение к штатному однофазному полноволновому выпрямителю.

Больше ни для чего К1 не нужен. Он лишь восстанавливает исходную схему питания сварочного аппарата после перерезания двух проводов и двух дорожек. (хотя, есть еще одна функция – К1 не позволяет быть штатной вилке сварАппа под напряжением, когда он подключен к трехфазному питанию. Это очень хорошо!)

2. Пускатель К2 (10А на контакт) используется для подключения трех фазной части питания в схему аппарата. Он поменьше и подешевле, так как от него требуется замыкание всего двух проводов, которые мы пропустим через спаренные 10А-ные контактны е группы. Собственно, это все.
Сначала, я купил трехфазные розетки 3р+N+E, что означает четыре контакта фаз и нуля и пятый земля. Провод купил четырехжильный диаметром 2,5мм на жилу. Выпрямительные диоды на радиаторе я планировал разместить внутри сварАппа. Однако, в процессе работы, мне пришло в голову более изящное и безопасное решение.

Смысл сводился в том, что я размещу 3х-фазный выпрямитель в отдельном боксе непосредственно около входного щитка, и на сварочный пущу уже выпрямленное напряжение по одному проводу, по второму любую из фаз на схему запуска электроники сварАппа (без этого никак), по третьему пущу NULL, и у меня остается еще четвертый провод, по которому я приделаю от входного щитка настоящую честную ЗЕМЛЮ на корпус аппарата (она у меня во входном щитке реально есть).

Таким образом у меня получается обеспечение всех типов безопасности для пользователя и сварАппа, вилки и розетки можно поставить четырехпиновые, т.е. 3р+Е. Это я счел более удобным.


Чтобы диоды не были «день и ночь» под напряжением в щитке, ну и для удобства, конечно, я подключил их через дешевый отключатель нагрузки на 40А. Это не автомат, их хватает вместе с УЗО в основном щитке, это просто трехконтактный выключатель. Диоды подойдут «на любой вкус и цвет», у меня на помойке были Д242Б из одной партии, я их запараллелил и ввернул на радиатор от какого-то старенького компьтерного процессора.
Провода брал медные, тоже обрывки пособирал в хозяйстве, те которые потоньше складывал парой – одним концом в шуруповерт и закручиваем: выходит красивенько жесткой косичкой. Общее сечение меди достаточно 2мм2. Больше не имеет особого смысла. Очень удобно брать медь одной толстой жилой. Она сразу будет служить жестким конструктивом и грамотнее зажимается в клемниках. Да, и приготовьте паяльник ватт на 60-100, чтобы делать сборку культурно там где потребуется, мы же не китайцы.
Теперь, призываем в помощь всю нашу внимательность и делаем, как я сказал:
(для тех , кто до сих пор плавает в нашей теме и подзабыл правила саперной техники)
ШАГ 1.

Апгрейд ШАГ 1

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 1

Размещаем пускатель 25А в удобном для него месте (даже не крепим его, если провода у нас будут жесткие), прикидываем на глаз на каком расстоянии лучше обрезать фазу и нейтраль в презервативе, идущие на выключатель ВКЛВЫКЛ и… смело срубаем шашкой!
Образовавшиеся культи зачищаем от оплетки, красиво залуживаем и зажимаем в двух верхних на фото клемниках К1.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 1

Подсказка – перед шагом 1, приготовьте и прикрутите подходящий проводок к катушке К1 и сразу спаяйте его с концами нейтрали и фазы идущей от фильтра ВЧ помех (это нижний на фото разрезанный кусок).
Смело зажимайте эти концы на клеммах катушки пускателя в любом
порядке. Если вы сделали шаг 1, то можно вкл ючить провод сварочника в розетку и убедиться, что он продолжает работать как и прежде, единственное, что нас сначала выводит из себя то, что при вкл ючении провода в розетку раздается щелчок пускателя. От этого поначалу вздрагиваешь, но потом привыкаешь.

Апгрейд ШАГ 2

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 2

Берем в руки ножовочное полотно и аккуратно, шириной не меньше 1,5мм, поглубже в текстолит, разрезаем дорожки, которые идут к паре четверок из желтых проводов в разъемах. Здесь поближе, обратите внимание – желтый маленький кружок вокруг контакта варистора, который мы перерезали (черная черточка обозначает бывшую дорожку). А красная полоска, это перемычка, которую необходимо не забыть позже припаять! Иначе не будут гаситься переходные импульсны е всплески напряжения.
Справа, овалом обведены контакты релюшки (белая), которая с некоторой задержкой замыкается после подачи питания на сварАпп . Это, собственно и есть все контрольные точки, на которых будет обращено наше внимание в манипуляциях дальше. А дальше – мы раскладываем от К1 провода, чтобы замкнуть ее контактами разрез, сделанный нами. Не полностью откл ючая голову доверяемся нашим прямым ручкам…

Вот там мы разложили, а здесь концы припаяли. (НЕ ЗАБЫВ ПРО ПЕРЕМЫЧКУ ОТ ВАРИСТОРА! Не видно на фото ?)

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 2

Снова включаем девайс и убеждаемся в его полной работе от однофазной сети.

А сейчас, простой, но очень ответственный момент. Припаиваем к концам разрезанных дорожек (самые слева по фотке, идущие на выпрямитель) двухжильный не толстый проводок, который идет на катушку К2. Соединяем четырьмя коротенькими (оранжевые) перемычками контакты К2 попарно.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 2

На фото, правые контакты К2 короткими проводами скручиваем и зажимаем вместе с контактами К1, идущими туда же, откуда бросили провод на катушку К2.

Провод, который в «обычной жизни» идет сначала на «белую релюшку» тот черный, на него мы посадим (в трехфазном подключении) любую нами выбранную фазу для запитывания пусковой электроники сварАппа. А провод, который идет без разрыва от ВКЛВЫКЛ (толстый красный) на штатный выпрямитель через желтые повода в белых разъемах, мы спаяем с NULLевым проводом от нашей трехфазной розетки.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 2

Внимательно смотрим на схему и с умным выражением лица тыкаем тестером в клеммы, проверяя соответствие разводки проводов схеме.

Если вы полностью убеждены что » все по схеме», то соберитеподогните аккуратненько повода с К1 и К2, уложите вовнутрь СварАппа, полюбуйтесь и еще раз убедитесь, что он до сих пор работает от одной фазы! Лениться не стоит..

Апгрейд ШАГ 3

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 3

ШАГ 3. Самый интересный и захватывающий.
Я сначала сделал его прямо на операционном столе. Синий плетеный провод подрезанный рамкой кадра – спаян с плетеным желтосиним и прикручен к радиатору (плюсу) трехфазного выпрямителя (он временный). Этот силовой плюс , уходит к спаренным контактам пускателя К2 (на фотке хорошо видно). На К1 от 3-х фазной розетки идет пара фазаноль и силовой ноль.

ВНИМАНИЕ!
Напоминаю, что на этом ФОТО розетка с 5-ю контактами, позже, когда я вынесу выпрямитель в щиток, розетка будет четырехконтактной. (см.схему)

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 3

ИТАК, подаем три фазы на самодельный сварочный аппарат, и переключаемВКЛ/ВЫКЛ на ВКЛ! Щелкнули пускатели…. И все заработало!!

Апгрейд ШАГ 4

Втыкиваем силовые кабели, выкручиваем ..

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 4

Ого! на 202А ручку тока, в сарае находим самый толстый и древний электрод. У меня таким оказалась протухшая в плесени со времен перестройки 4-ка.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 4 — Самодельная сварка

Хватаем черную железяку, в месте где она толщиной 10мм, бессовестно упираем и давим электрод… В первое мгновение он подлипает, с шипением выкипает из него вода с грибами(реально, прямо супом запахло!) и…… при полном нажиме секунды за три-четыре жжем сквозную дырку! Переживаем первую радостьгордость, и следующие пару вечеров уже вдумчиво и неспешно экспериментируем с нашей прелестью в разных позах и режимах…..

Апгрейд ШАГ 5 (Уборка и упаковка собранной схемы)

Аккуратно и окончательно укладываем провода, пускатели. Не жалея сил, подергаем в разные стороны симулируя жесткое падение сварАппа с крыши. Если никакой пускатель не цепляет контактами окружающие железочки – то все у нас надежно.

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: ШАГ 5 Уборка и упаковка собранной схемы

Последний штрих – затягиваем где есть возможность, жгутами (у меня зеленые были, уже не помню где экспроприировал). Любуемся, и принимаемся за оформление вывода проводов для трехфазной розетки.

Выводим четыре провода примерно в центр верха самодельного трехфазного инвертора. Это провод +250v от трехфазного выпрямителя, NULL, одна любая фаза, и прикручиваем желтый с зеленой полосой провод к корпусу устройства, это он будет нашей «честной землей». Снимаем с силового кабеля небольшой кусок оплетки и обхватываем все кабеля в том месте, где они будут проходить через отверстие в крышке инвертора, ну, и обматываем изоляцией.

Ниже – фото новых четырехпиновых розетоквилок, выкл ючателя нагрузки на 40А и уютный домик для радиатора с выпрямительными диодами от MAKEL (кстати, с поэтическим названием – «сива-остю-сигорта-кутусю»). По русски, все более прозаично – Электрощиток Накладной.

Сверлим 14-м сверлом отверстие в крышке сварАппа под вывод наших силовых поводов, прикручиваем одну из розеток, прикручиваем концы проводов и т.д. и т.п…

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: Завершающий этап

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: Завершающий этап

Вот что получилось:

Самодельный трехфазный сварочный аппарат: Что получилось…

Самодельный трехфазный инвертор из Сварога

Делаем предподготовку соединения второй розетки и щитка с выпрямителем и отключателем нагрузки, тестером проверяем чтобы в розетках не было перепутывания проводов и идем прикручивать щиток на стенку.

Подготовка соединения второй розетки и щитка с выпрямителем и отключателем нагрузки

Вот что получилось в «щитовой».

Левый разъем для самодельного сварочника

Правый разъем – есть розетка 3ф+N+E – это для подключения обычных 3-х фазных девайсов. А вот левый – исключительно для нашей прелести.
На этом, собственно все. На текущий момент спалил баллон аргона балуясь с сварАппом на 3-х фазах. Работает безукоризненно.

Смотрите в магазине отзывов:
СВАРОГ ARC 205 CASE , сварщики о работе аппарата
— проверить наличие скидки на аппарат сегодня
— найти отзывы о другом оборудовании.

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

Cтоит ли ПОКУПАТЬ, отзывы сварщиков:

  • Сварочный трансформатор PATRIOT 200AC 102,00 ₽
  • Зарядное устройство GreenWorks G24C 2490,00 ₽
  • Стабилизатор напряжения PRORAB DVR 1000 2597,22 ₽
  • Стабилизатор Ресанта АСН-2000 Н/1-Ц Lux 3610,00 ₽
  • Стабилизатор напряжения Ставр СН-2000 3920,00 ₽
  • Сварочный аппарат BauMaster AW-79161 3990,00 ₽
  • Hitachi AB17 зарядное устройство 4076,87 ₽

Электросварочное оборудование должно быть надежно заземлено. На кожухах трансформаторов имеются специальные болты с надписью «Земля». Помимо этого, у сварочных трансформаторов заземляют зажимы вторичных обмоток. Схема подключения сварочного трансформатора показана на рисунке.

Схема подключения сварочного трансформатора к сварочному посту: 1 – сварочный пост, 2 – шланговый трехжильный кабель с заземляющей жилой, 3 – сварочный трансформатор, 4 – регулятор, 5 – заземляющие зажимы корпуса, 6 – шланговый одножильный кабель, 7 – электрододержатель, 8 – заземляющие провода

Перед пуском у трансформатора необходимо проверить соответствие напряжения его первичной обмотки подводимому напряжению сети. До включения трансформаторов сварочная цепь должна быть разомкнута.

Трансформаторы следует подключать к питающей сети отдельными рубильниками.

Расстояние от сети до сварочного аппарата должно быть наименьшим. Сечения проводов, присоединяемых к вторичным цепям трансформаторов или к выводам сварочных генераторов, выбирают по таблице.

Сечение провода, мм2 Наибольшая допустимая сила тока, А Сечение провода, мм2 Наибольшая допустимая сила тока, А
16 100 70 270
25 140 95 330
35 170 120 380
50 215 150 440

Для подвода тока к электрододержателю применяют изолированные гибкие провода в защитном шланге длиной не менее 3 м. Их сечения выбирают по таблице.

Нормы нагрузок на гибкие сварочные провода, присоединяемые к электрододержателю.

Наибольшая допустимая сила тока, А Сечение провода, мм2
одинарного двойного
200 25
300 50 2х16
450 70 2х25
600 95 2х35

В качестве обратного провода для соединения свариваемого изделия с источником сварочного тока могут служить стальные шины остаточного сечения, различные стальные конструкции, сама свариваемая конструкция и т. д. Не разрешается использовать в качестве обратного провода сети заземления, а также металлические конструкции зданий, оборудодования и т. д.

Падение напряжения в питающих соединительных сварочных проводах допускается не более 5% напряжения сети. Если это условие не выдерживается, сечение проводов необходимо увеличить.

Полезные советы по эксплуатации сварочных трансформаторов

Обслуживание сварочных трансформаторов проще, чем сварочных генераторов, и уход за ними сводится к обеспечению надежного заземления корпуса, содержанию всех контактов в хорошем состоянии и периодической проверке сопротивления изоляции обмоток, особенно при работе установки на открытом воздухе.

Во время эксплуатации в сварочных трансформаторах могут возникнуть следующие неисправности:

  • сильное гудение и нагрев обмоток вследствие виткового замыкания в первичных обмотках. Повреждение устраняют частичной или полной перемоткой обмоток;
  • трансформатор дает очень большой ток вследствие короткого замыкания во вторичной обмотке или в обмотке регулятора. Устраняют неисправность ликвидацией замыкания в обмотках или их перемоткой;
  • сварочный ток не уменьшается при воздействии регулятора, что может быть вызвано замыканием между зажимами регулятора;
  • регулятор при сварке ненормально гудит, это может возникнуть из-за неисправности привода или из-за ослабления натяжения пружины;
  • сильный нагрев контактов в соединениях вследствие нарушения электрического контакта; неисправность устраняют переборкой греющихся соединений, зачисткой и плотной пригонкой контактных поверхностей и затяжкой до отказа зажимов.

Время чтения: 6 минут

Что важно при выборе сварочного оборудования? Обычно это мощность сварочного аппарата, его габариты, дополнительные функции и стоимость. Но эти критерии важны лишь при покупке домашнего сварочника. А при выборе промышленного аппарата важно учесть некоторые дополнительные параметры. Например, какое напряжение электросети ему необходимо.

В отличие от дачи, на заводе есть возможность обеспечить постоянное питание не только стандартные 220 Вольт, но и все 380. Поэтому в цеху можно без проблем использовать аппарат на 380В, который также называют трехфазным. В этой статье мы расскажем, что собой представляют такие аппараты, какие они бывают и что нужно учесть при выборе.

Общая информация

Промышленные сварочные аппараты отличаются от бытовых тем, что являются трехфазными и требуют питания минимум 380 Вольт. Они очень распространены даже на современных производствах, поскольку неприхотливы и ремонтопригодны. Благодаря применению промышленного сварочного аппарата можно варить детали любой толщины и использовать электроды любого диаметра.

В отличие от однофазных аппаратов, трехфазные производят сварку куда мягче и качественнее. Поскольку удается получить большую мощность без увеличения силы тока.

Разновидности

Промышленные трехфазные аппараты бывают трех типов: трансформаторы, выпрямители, инверторы и полуавтоматы. Давайте подробнее разберемся с каждым из них.

Трансформатор

Трансформатор на 380 вольт— это простейший и классический тип сварочного оборудования.Его основа — это трансформатор с тремя катушками. Отсюда и название этого сварочного аппарата.Благодаря применению трех фаз дуга горит стабильно и напряжение практически не меняется во время сварки.А конструкция этих аппаратов настолько проста, что позволяет починить трансформатор буквально «на коленке», и без лишних затрат.

Трансформаторы выдают только переменный ток, поэтому вы не сможете использовать постоянный ток в своей работе. Это нужно учитывать. Трансформаторы очень громоздкие и тяжелые, для их перемещения нужно использовать тележку. Зато цена на такие аппараты порадует любого профессионала.

Выпрямитель

Выпрямитель — это тот же трансформатор, только с одним существенным отличием. В его корпус встроен выпрямительный блок (отсюда и название «выпрямитель»), преобразовывающий переменный ток в постоянный. Это их единственное отличие. Такие аппараты универсальнее трансформаторов, поскольку позволяют варить на любом роде тока.

Также благодаря выпрямителю дуга горит стабильнее и проще поджигается, в том числе повторно. Если вы новичок, то наверняка сталкивались с трудностями поджига дуги при применении трансформатора. Выпрямительный блок незначительно, но упрощает эту задачу. В остальном нет отличий между выпрямителем и трансформатором.

Инвертор и полуавтомат

Сварочный полуавтомат и инвертор — это аппараты нового поколения. Они сложны в устройстве, имеют встроенные микросхемы и дополнительные функции. Их вес и габариты существенно меньше, чем у трансформатора или выпрямителя. Но за все достоинства приходится платить. Инвертор и полуавтомат существенно дороже других разновидностей промышленных аппаратов.

Отличие инвертора от полуавтомата заключается в сфере применения. Стезя инвертора — ручная дуговая сварка электродами. А вот полуавтомат используется при сварке с применением газа и присадочной проволоки. В полуавтомате есть механизм подачи присадочного материала, который зачастую работает в полуавтоматическом режиме. Отсюда и название.

Такие аппараты выдают наилучшее качество швов, с ними проще всего работать, они немного весят и порой предлагают множество дополнительных функций, упрощающих сварочные работы. Но вы должны понимать, чем технологичнее аппарат, тем дороже его обслуживание и ремонт. Для маленького производства эта особенность может стать решающим фактором не в пользу инвертора/полуавтомата.

Преимущества

Итак, мы теперь знаем, что промышленные сварочные аппараты относятся к трехфазному оборудованию. И это их основная характеристика, от которой мы будем отталкиваться при сравнении промышленного аппарата с другим оборудованием.

Для начала, любой трехфазный аппарат автоматически относят к классу профессионального оборудования. Такие сварочники могут работать непрерывно, их КПД близко к 100%. А этого нельзя добиться при применении бытовых или полупрофессиональных аппаратов. На некоторых производствах это достоинство играет главную роль. Поскольку частые перерывы в работе чреваты потере прибыли.

Трехфазные трансформаторы и выпрямители не чувствительны к условиям работы. Они могут пылиться или неправильно храниться, но все равно исправно выполнят свою задачу. Инверторы и полуавтоматы более капризны в этом плане из-за встроенных микросхем, но при наличии пыле- и влагозащищенного корпуса и они могут работать в любых условиях.

Опытные мастера наверняка возразят, что обычный однофазный трансформатор тоже неприхотлив. И будут правы. Только вот частота пульсации тока на однофазном аппарате гораздо выше, поэтому качество сварных швов заметно хуже. В сравнении с трехфазным трансформатором, конечно.

Также стандартный стационарные однофазный трансформатор или выпрямитель не способен варить металлы любой толщины и применять толстые электроды. А вот трехфазные аппараты поистине универсальны и применяются при сварке любого уровня сложности.

Особенности подключения и выбора

Сварочные аппараты 380 В имеют ряд особенностей, которые нужно учесть. Прежде всего, подключение трехфазного аппарата несколько отличается от подключения однофазного. У трехфазных сварочников вилка четырехштырьковая, а иногда и пятиштырьковая. Учитывайте это перед покупкой питающего кабеля под свой сварочный аппарат.

Если у вас на производстве нет розетки с необходимым напряжением или вы просто работаете на выезде, то продумайте заранее, как вы будете подключать трехфазный аппарат к подстанции или генератору.

При выборе трехфазного аппарата отдавайте предпочтение тому оборудованию, которое способно работать в двух режимах: РДС и ММА (или МИГ/МАГ). Такие аппараты наиболее универсальны и позволяют производить любые сварочные работы. Вы сможете варить в среде защитного газа или с помощью одних лишь электродов.

Если вы домашний сварщик и имеете возможность подключения к сети 380В, то мы рекомендуем приобрести трехфазный аппарат. Он работает куда стабильнее однофазных, равномерно распределяет нагрузку на сеть и не становится причиной отключения электричества от перенапряжения.

Вместо заключения

Промышленный аппарат для сварки — незаменимый помощник на любом производстве, он малого до крупного. Такие аппараты могут использоваться в непригодных условиях, при этом они легко и дешево ремонтируются. В копилку к этим достоинствам стоит добавить универсальность. Ведь с помощью промышленных аппаратов можно варить металл любой толщины.

Принципиальное различие между схемами инверторов тока и напряжения было кратко рассмотрено в начале этой главы. Отметим дуальный характер этих схем: фазные токи одного типа инвертора подобны фазным напряжениям другого. Это свойство инверторов двух разных типов позволяет более ясно понять электромагнитные процессы, протекающие в этих схемах, их характеристики и методы управления выходным напряжением. На рис. 4.10,о приведена схема однофазного инвертора тока, работающего на активно-емкостную нагрузку. Внешними отличительными признаками схем инвертора тока и инвертора напряжения являются:

  • • наличие дросселя Lrl в цепи постоянного тока инвертора тока;
  • • последовательное соединение транзисторов и диодов в инверторе тока;
  • • встречно-параллельное соединение диодов с транзисторами в инверторе напряжения.

Рис. 4.10. Однофазный инвертор тока:

а — мостовая схема; б — схема замещения; в — диаграммы тока и напряжения; г — диаграммы импульсов управления и тока нагрузки при широтно-импульсном регулировании

Принимая допущение об идеальной сглаженности тока id в схеме инвертора тока, считаем индуктивное сопротивление х = соLd бесконечно большим (со — угловая частота выходного напряжения, которая определяется частотой генератора импульсов системы управления инвертора). Подобные допущения принимались в гл. 3 при рассмотрении схем выпрямителей и зависимых инверторов в установившихся режимах работы, когда в дросселе устанавливался постоянный ток Id, который не изменялся при периодических коммутациях ключей, т.е. пульсация тока была равна нулю. В этом случае можно считать, что на стороне постоянного тока включен источник постоянного тока 1(]у что отражено в схеме замещения на рис. 4.10,6. Диоды, включенные последовательно с транзисторами, блокируют появление на транзисторах обратного напряжения, которое они не выдерживают. В результате в инверторе тока ключи 5 проводят ток только в одном направлении. В схемах инверторов напряжения диоды включены параллельно и встречно по отношению к транзисторам, что обеспечивает двунаправленную проводимость ключей для возврата в источник напряжения Ud энергии, накапливаемой в индуктивностях нагрузки. При этом исключается появление обратного напряжения опасного значения.

Рассмотрим принцип работы инвертора тока с учетом сделанных допущений и пояснений. Предположим, что на интервале 0 — 7г включены ключи 51 и 52 (состоящие из транзистора и последовательного диода). При этом ток нагрузки in = +/rf протекает от узла «а» к узлу «Ь» (см. рис. 4.10, б). В момент 9 = л импульсы управления транзисторов /у1 и zv2 транзисторов VT и VT2 становятся равными нулю, a iv3, i 4 поступают на транзисторы VT3 и VT4. В результате ключи 51 и 52 выключаются, а 53 и 54 включаются. При этом ток нагрузки iH изменяет направление (iH = -Id) и начинает поступать от узла «b» к узлу «а» цепи нагрузки. Далее через половину периода ключи 51,52 снова включаются и начинают проводить ток Id, а ключи 53,54 выключаются. Затем рассмотренные процессы периодически повторяются. Таким образом, в нагрузку поступает переменный ток прямоугольной формы (рис. 4.10, в). Этот ток создает напряжение на нагрузке, которое зависит от ее параметров. Мгновенные значения этого напряжения могут быть определены из дифференциальных уравнений, связывающих ток и напряжение на нагрузке через параметры нагрузки, в рассматриваемом случае — Сп и RH. Эти уравнения будут сходны с уравнением (4.4), если учесть дуальность схем, т.е. одинаковые законы изменения напряжения ип и тока in в инверторах, выполненных по схемам рис. 4.3, а и рис. 4.10, с/:

где знак «+» соответствует интервалу 9 л.

В общем виде решение уравнения (4.19) можно записать в форме

где т = CnRn. Постоянная интегрирования А определяется из условия непрерывности напряжения на конденсаторе в моменты коммутации ключей. С учетом значения А окончательное решение имеет следующий вид:

Приведенные зависимости свидетельствуют о дуальности рассматриваемых схем. В то же время необходимость в конденсаторе Си в схеме инвертора тока неочевидна, так как транзисторы являются полностью управляемыми электронными ключами. Поэтому при активной нагрузке и приведенном алгоритме управления конденсаторы могут отсутствовать, при этом работоспособность схемы не изменится, и на выходе будут формироваться ток и напряжение прямоугольной формы.

При широтно-импульсном регулировании выходного напряжения применяется другой алгоритм управления ключами. Поскольку в цепи постоянного тока включен дроссель с большой индуктивностью с протекающим через него током id, то разрыв этой цепи недопустим по условиям правил коммутации цепей с индуктивностью. В этом случае задача создания нулевой паузы в токе нагрузки может быть решена переводом в проводящее состояние ключей одного плеча, например VT1, VT4 или VT.2, VT3 при размыкании ключей другого плеча. В результате постоянный ток будет протекать через них, минуя цепь нагрузки. Па рис. 4.10, г представлена диаграмма выходного тока с длительностью полуволн менее половины периода, полученных при рассмотренном алгоритме формирования импульсов управления. Длительность нулевой паузы тока (угол сх) может изменяться системой управления. Регулирование тока нагрузки обеспечивается изменением величины фазового сдвига между импульсами управления, поступающими на транзисторы противоположных плеч моста.

Рассмотренный алгоритм управления позволяет работать не только на активную нагрузку без подключения на выходе конденсатора, но и на активно-индуктивную нагрузку. Однако на интервалах коммутации ключей энергия, запасенная в индуктивности нагрузки, будет вызывать перенапряжения со стороны цепи нагрузки. С целью ограничения величины этих перенапряжений на выходе инвертора подключают конденсаторы, поглощающие энергию индуктивностей. Поскольку нагрузка, как правило, имеет активно-индуктивный характер, такие конденсаторы входят в состав инвертора.

Двухфазный сварочный аппарат

Сварочный кабель КГ — это гибкий токопроводник с изоляцией, сплетенный из медных проволок различных диаметров (0,18-0,2 мм). Кабель такого типа подводит ток от сварочного аппарата или другого источника напряжения к приспособлению, удерживающему электрод.

Помните — чтобы ваш сварочный аппарат оправдал свой эксплуатационный срок и работал бесперебойно, сварочный кабель необходимо выбирать, в соответствии с техническими характеристиками сварочного оборудования.

Допустимая токовая нагрузка в зависимости от сечения кабеля

Марка: кабель КГ 1х16 нагрузка: 189 А

Марка: кабель КГ 1х25 нагрузка: 240 А

Марка: кабель КГ 1х35 нагрузка: 289 А

Марка: кабель КГ 1х50 нагрузка: 362 А

Марка: кабель КГ 1х70 нагрузка: 437 А

Марка: кабель КГ 1х95 нагрузка: 522 А

Подключение аппарата для сварки.

Сварочный аппарат — это устройство, при помощи которого мы получаем возможность преобразовать ток и напряжение, необходимые для получения дуги между свариваемым металлом и электродом. Основным фактором, в процессе качественной работы сварочного аппарата, в первую очередь является мощность. К примеру для сварки заборов или решеток, будет достаточно электрода до 4 мм., когда сварочный ток будет колебаться в диапазоне 180-220 ампер. Немаловажную роль играет напряжение холостого хода (Ux.x.). Бытует мнение, что чем выше напряжение, тем меньше надо усилий, чтобы разжечь дугу. Как правило напряжение холостого хода колеблется в диапазоне от 30 до 80В.

Помимо этого, сварочный аппарат оборудован рычагом регулировки тока, с помощью которого можно уменьшить или увеличить ток. Большинство сварочных аппаратов рассчитаны на 380 или 220В, и об этом надо помнить, при подключении оборудования к сети.

Если вы обладатель двухфазного сварочного аппарата, то сварочные провода, следует подключать в следующем порядке: первый — на фазу, второй — на нейтраль, третий — на защитный ноль. В свою очередь, трехфазный сварочный аппарат подключается в любым двум фазам, а третий, в свою очередь, к защитному нулевому проводнику.

Как выбрать оборудование для сварки

Сегодня производители предлагают очень большой выбор оборудования для сварки. Для того, чтобы сделать правильный выбор, необходимо, как минимум понимать, какие аппараты бывают, на какие характеристики, в первую очередь, следует обращать внимание, и что нужно знать, чтобы правильно подключить приобретенное сварочное оборудование.

Ассортимент сварочных аппаратов, просто огромен, но как правило, выбор состоит из:

Существует, абсолютно неверное, мнение, что чем больше и тяжелее аппарат, тем он лучше — вес и габариты оборудования, не определяют его функциональных возможностей. Как правило вес инвертера не превышает 10 кг, сварочного выпрямителя — 20 кг, а сварочного трансформатора — 30 кг. Соответственно и цены на оборудование разные.

Одним из важных условий, на которое стоит обратить внимание при выборе сварочного оборудования, являются параметры при сварочном токе: ПВ (продолжительность выключения) и ПВР (процент времени работы).

Для отсчета времени, стоит ориентировать на интервал в 15 минут. Большое количество устройств обладают весьма удобной опцией розжига дуги. Стоит отметить, что аппараты с выпрямлением сварочного тока, производят качественный шов, а также оборудованы функцией пуска двигателя, нагревают и рихтуют металл, при помощи угольного электрода.

Довольно часто возникает вопрос: не пострадает ли счетчик потребления электроэнергии, если подключать аппарат для сварки через него? Бытовые счетчики, установленные в большинстве квартир, рассчитаны на нагрузку в 40 ампер, что равно 8 кВт потребляемой мощности. К примеру, при сварке электродом «тройкой», используемый ток будет равен 12-20 амперам, а в случае использования электрода 4 мм, ток будет 20-30 ампер. Поэтому, можно совершенно спокойно использовать сварочный аппарат через счетчик — счетчик не пострадает.

Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber

Каталог радиолюбительских схем

Мастерок — сварочный аппарат

Предлагаемые для самостоятельного изготовления в домашних условиях конструкции малогабаритных сварочных аппаратов предназначены в основном для ручной дуговой сварки на переменном токе с питанием от стационарной электрической сети с трехфазным напряжением 380/220 В или однофазным напряжением 220 В, а также от маломощных передвижных электрогенерирующих установок.

Описываемые аппараты могут быть отнесены к устройствам быстрого реагирования в любой сфере хозяйственной деятельности, где сварочные работы имеют в целом непродолжительный, но неотложный или срочный характер.

Кроме того, с выпрямляющими переменный ток элементами малогабаритное сварочное устройство может использоваться для зарядки аккумуляторных батарей, а также для питания стартеров автомобилей при запуске их в зимний период.

Потребность в изготовлении универсальных малогабаритных сварочных аппаратов с широкими функциональными возможностями в домашних условиях продиктована нехваткой маломощных, простых, надежных и экономичных агрегатов, зарядных и пусковых устройств, крайне необходимых фермеру, индивидуальному застройщику, кооператору и вообще мастеровому человеку.

Однако, необходимо иметь в виду, что самостоятельное изготовление электроэнергетической техники требует знаний основ электротехники, Правил устройств электроустановок и Правил техники безопасности при эксплуатации электроустановок. Следует твердо усвоить, что электрическая сварка относится к работам небезопасным для здоровья, а порой и жизни человека.

Рассматриваемые ниже конструкции сварочных аппаратов получаются в результате усовершенствования уже готовых устройств, которое превращает их в изделия нового качества, пригодные к применению в сварочном режиме работы.

Принципиальные электрические схемы малогабаритных сварочных аппаратов, созданных на базе трехфазного трансформатора, представлены на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема малогабаритного сварочного аппарата (на базе трехфазного трансформатора) с питанием от трехфазной сети 380/220 В: 1 — магнитопровод трансформатора, 2,3, 4 — первичные обмотки, 5,6, 7 — вторичные обмотки, 8 — добавочная обмотка трансформатора, 9 — выносные конденсаторы, 10 — переключатель режимов сварки, 11 — контактный датчик температуры и звуковое сигнальное устройство, I, II — положения переключателя режимов сварки

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема малогабаритного сварочного аппарата (на базе трехфазного трансформатора) с питанием от однофазной сети 220 В: I — магнитопровод трансформатора, 2, 3,4 — первичные обмотки, 5,6,7 — вторичные обмотки, 8 — добавочная обмотка трансформатора, 9 — выносные конденсаторы, 10 — переключатель режимов сварки, 11 — контактный датчик температуры и звуковое сигнальное устройство, 12 — выпрямительный диод, I, II, III, IV — положения переключателя режимов сварки

В основе их конструкции — трехфазный трехстержневой трансформатор типа ТСА (ТСЗИ) напряжением 380/220/36 В и мощностью 1,6 или 2,5 кВА, применяемый для электроосвещения или питания электроинструмента пониженного напряжения, например, бетонных вибраторов.

На магнитопроводе первичные обмотки трансформатора (рис. 1) соединяются в «звезду» или в «треугольник» для подключения устройства соответственно к трехфазной сети 380 или 220 Б. Для питания аппарата от однофазной сети 220 6 две первичные обмотки крайних стержней магнитопроводов трансформатора (рис. 2) соединяются встречно-параллельно. При этом вторичные обмотки всегда имеют фиксированную схему соединений в разомкнутый треугольник с одной «вывернутой» обмоткой.

Добавочная обмотка, намотанная поверх всех уже имеющихся обмоток вокруг трехстержневого магнитопровода трансформатора, последовательно вводится в сварочный контур в качестве балластного сопротивления для ступенчатого изменения сварочного тока. Данные этой обмотки: 40. 50 витков провода АПР или АП-РТО сечением 4. 6 мм г.

В таком исполнении малогабаритный сварочный аппарат имеет две ступени регулирования сварочного тока: на I ступени возможна сварка электродами диаметром 4 мм в сильных электрических сетях и диаметром 3 мм в слабых электрических сетях, на II ступени — соответственно электродами диаметром 3 мм и 2 мм.

Принципиальная электрическая схема малогабаритного сварочного аппарата на базе однофазных трансформаторов приведена на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная электрическая схема малогабаритного сварочного аппарата (на базе двух однофазных трансформаторов) с питанием от однофазной сети 220 Д, 1 — магнитопровод сдвоенного трансформатора, 2, 3 — первичные обмотки, 4, 5 — вторичные обмотки, 6 — добавочная обмотка среднего стержня сдвоенного трансформатора, 7 — выносные конденсаторы, 8 — переключатель режимов сварки, 9 — контактный датчик температуры и звуковое сигнальное устройство, I, II — положения переключателя режимов сварки

Основу конструкции составляют однофазные трансформаторы с 0-образными сердечниками магнитопроводов типа ОСО напряжением 220/36 В мощностью 0,4 кВА, применяемые для питания цепей управления и электроосвещения пониженного напряжения в схемах электрооборудования некоторых установок.

Два таких трансформатора стыкуются и скрепляются свободными сторонами сердечников магнитопровода так, что образуется один трехстержневой трансформатор с катушками на крайних стержнях.

После намотки на образовавшийся средний стержень добавочной обмотки конструкция превращается в малогабаритный сварочный аппарат, работающий от однофазной сети 220 8.

На общем магнитопроводе две первичные обмотки крайних стержней соединены встречно-параллельно для подключения устройства к однофазной сети 220 В, при этом вторичные обмотки крайних стержней соединены встречно-последовательно.

Добавочная обмотка среднего стержня последовательно вводится в сварочный контур в качестве балластного сопротивления для ступенчатого изменения сварочного тока. Характеристики этой обмотки: 40. 50 витков провода АПР или АПРТО сечением 2,5. 4 мм г.

Корпуса рассмотренных сварочных аппаратов изготавливаются из бетона с хорошей формуемостью специального приготовления, сухая смесь которого имеет следующий состав (по массе): песок мелкозернистый, очищенный промывкой 75% цемент марки 400 или 500 20% стекловата резаная длиною 5 . 10 мм 2,5% клей ПВА или водорастворимый латекс 2,5%

Минимальная толщина оболочки корпуса должна быть не менее 10 мм, Перед заливкой бетона в форму конструкция аппарата тщательно очищается от грязи и пыли и хорошо просушивается.

После отверждения бетона аппарат просушивается еще раз и пропитывается снаружи органическими мономерами: метилметакрилатом или стиролом (можно и кузбасслаком) с последующей термообработкой в течение нескольких часов при температуре 70.»80° С. В результате мономер полимеризуется в порах бетонной оболочки, образуя упрочненный водонепроницаемый поверхностный слой, который защищает устройство от воздействия окружающей среды.

Такие малогабаритные сварочные аппараты работают на пределе своей мощности, что допустимо лишь при повторно-кратковременном режиме их включения. Поэтому для контроля за температурой активных частей устройства предусматривается термическая защита, состоящая из контактного датчика температуры с выходом на звуковой и световой индикатор. Если же она отсутствует, то температуру активных частей устройства контролируют наощупь, не допуская их чрезмерного нагрева.

В полевых условиях малогабаритные сварочные аппараты хорошо работают от маломощных передвижных электрогенерирующих установок (например, от бензоэлектрических агрегатов мощностью 4 и 2 кВт) В этом случае при максимальных сварочных токах в сварочный контур вводят выносные конденсаторы переменного тока, которые обеспечивают совместимость малогабаритных сварочных аппаратов в предельных режимах с маломощными передвижными электрогенерирующими установками и создают эффект концентрации энергии в сварочной дуге.

Для этой цели применяют неполярные пусковые алюминиевые оксидно-электролитические конденсаторы типа К50-19 емкостью 750 мкФ на напряжении 80 В (обязательно погружаемые при эксплуатации в масло).

Конденсаторы для получения требуемой емкости включаются параллельно друг другу. В сварочных аппаратах на базе трехфазного трансформатора используются по три таких конденсатора, на базе двух однофазных трансформаторов — два конденсатора.

Для мастеров, занимающихся сваркой тонколистового металла, необходимо указать на весьма эффективный способ образования малоамперной сварочной дуги в малогабаритном сварочном аппарате (на базе трехфазного трансформатора) при подключении его к однофазной сети 220 В. При сварке на переменном токе первичная обмотка среднего стержня трансформатора вводится последовательно в сварочный контур в качестве балластного сопротивления совместно с параллельно включенным этой обмотке выпрямительным диодом на 10 А, а при сварке на постоянном токе — через выпрямительный мост 4×10 А.

Во время эксплуатации малогабаритных сварочных аппаратов необходимо тщательно следить за надежностью контактных соединений.

Выбор электродов для сварки — достаточно ответственная задача. Однозначных рекомендаций на этот счет дать, однако, невозможно, так как тип и марка электродов зависят от рода сварочного тока, материала свариваемых изделий, положения сварочного шва и других факторов, поэтому в каждом конкретном случае следует руководствоваться рекомендациями справочной литературы.

В заключение приведем основные технические характеристики рассмотренных малогабаритных сварочных аппаратов.
Сварочные аппараты (на базе трехфазного трансформатора):

номинальная мощность, кВА -1,6
максимальная мощность в повторно-кратковременном режиме работы аппаратов, кВА — 6,4
напряжение питания, В:
трехфазное — 380
трехфазное — 220
однофазное — 220
число ступеней регулирования сварочного тока — 2
пределы регулирования сварочного тока, А — 40-80-120
масса, кг — 25
габаритные размеры, мм — 175 х 325 х 250

Сварочный аппарат (на базе двух однофазных трасформаторов):
номинальная мощность, кВА — 0,8
максимальная мощность в повторно-кратковременном режиме работы устройства, кВА — 3,2
напряжение питания, В
однофазное — 220
число ступеней регулирования сварочного тока — 2
пределы регулирования сварочного тока, А — 60-90
масса, кг — 12,5
габаритные размеры, мм — 125 х 250 х 175

Рассмотренные конструкции просты в изготовлении, что позволяет обеспечить домашних мастеров недорогим и эффективным сварочным устройством с возможностью его дальнейшего совершенствования.

Без сомнения, эти конструкции не лишены недостатков. Прежде всего это связано с низким качеством магнитопроводов обмоток исходных трансформаторов, однако, с этим можно смириться, поскольку аппараты по данным автора работоспособны, просты и надежны в эксплуатации, а также сравнительно недороги в изготовлении.

На рис. 7.19 представлены трехфазная схема инвертора тока на транзисторах и диаграммы импульсов управления. Поскольку нагрузка схемы активная, конденсаторы на выходе не подключаются. Как и в однофазной схеме, ключевые элементы выполнены на основе транзисторов с последовательно включенными диодами и обладают однонаправленной проводимостью. В каждый момент времени

Рис. 7.19. Трехфазный инвертор тока:

а — схема; б — диаграммы импульсов управления

при заданном алгоритме формирования импульсов в проводящем состоянии находятся два транзистора; один из группы с общим коллектором, а другой из группы с общим эмиттером (из разных плеч моста). Коммутация транзисторов происходит через интервал, равный л/3 , так что в проводящем состоянии каждый транзистор находится в течение времени, соответствующем 2л/3, при угловой частоте его импульсов управления о, формируемых системой управления. В результате на выходе инвертора в каждой фазе формируется система трехфазных токов прямоРис. 7.20. Векторные диаграммы преобразователя посто- янного/переменного тока, работающего в четырех квадрантах

угольной формы, длительность полуволны которых составляет 2л/3 .

Если нагрузка носит активно-индуктивный характер, то к выходу инвертора должны быть подключены конденсаторы (по схеме звезда или треугольник) для исключения перенапряжений на выходе инвертора. Очевидно, что в качестве полностью управляемых ключей могут быть использованы запираемые тиристоры. Из рис. 7.19 видно, что схема инвертора на полностью управляемых ключах идентична схеме преобразователя перемен- ного/постоянного тока, выполненного на обычных тиристорах. Различаются эти схемы управляемостью ключей. Если преобразователь на обычных тиристорах с сетевой коммутацией при подключении к сети переменного тока может работать только в двух квадрантах: I — выпрямительном и II — инверторном, то преобразователь на полностью управляемых ключах может работать в четырех квадрантах, что принципиально изменяет возможности потребления или генерации из сети реактивной мощности преобразователей переменного/постоянного тока. На рис. 7.20 представлена векторная диаграмма, иллюстрирующая работу однофазного преобразователя переменного/постоянного тока со свойствами источника тока. Эти свойства проявляются в результате применения полностью управляемых ключей в инверторах тока. Таким образом получают традиционную схему преобразователя, ведомого сетью, в которой обычные тиристоры заменены транзисторами с последовательно включенными диодами, блокирующими подачу обратного напряжения на транзисторах. Согласно этой диаграмме, в квадрантах I и II преобразователь работает в режиме выпрямления и инвертирования с потреблением реактивной мощности из сети, а в квадрантах III и IV — с генерацией реактивной мощности. В общем случае источник сети должен обеспечивать как генерацию реактивной мощности (функция конденсатора), так и ее потребление (функция реактора).

Применение полностью управляемых ключей позволяет реализовать работу в четырех квадрантах инверторов напряжения. Следует отметить, что как в однофазном инверторе тока, так и в трехфазном возможна импульсная модуляция тока за счет управляемых ключей, формирующих интервал с нулевым током (см. рис. 7.16, г). Это во многом объединяет возможности инверторов тока с инверторами напряжения.

Среди основных преимуществ инверторов тока следует отметить ограничение скорости тока индуктивностью реактора в аварийных режимах. С другой стороны, этот фактор отрицательно сказывается на быстродействии инверторов в динамических режимах, связанных с изменением нагрузки.

Оставьте комментарий