Сварочный аппарат с тиристорамии

Тиристорная схема регулятора тока для сварочного аппарата

В этом материале рассмотрим способы регулировки сварочного тока. Схемы регуляторов тока для сварочного аппарата разнообразны. Они имеют свои достоинства и недостатки. Постараемся помочь читателю выбрать регулятор тока для сварочного аппарата.

Схема сварочного аппарата.

Общие понятия

Общеизвестен принцип дуговой сварки. Освежим в памяти основные понятия. Чтобы получить сварочное соединение, необходимо создать дугу. Электрическая дуга возникает при подаче напряжения между сварочным электродом и поверхностью свариваемого материала. Ток дуги расплавляет металл, образуется расплавленная ванна между двумя торцами. После остывания шва получаем крепкое соединение двух металлов.

Схема дуговой сварки.

В России переменный ток регламентирован частотой 50 Гц. Питание для сварочного аппарата подается от сети фазным напряжением 220 В. Сварочные трансформаторы имеют две обмотки: первичную и вторичную. Вторичное напряжение трансформатора составляет 70 В.

Разделяют ручной и автоматический режим сварки. В условиях домашней мастерской сварку проводят в ручном режиме. Перечислим параметры, которые изменяют в ручном режиме:

  • сила тока сварки;
  • напряжение дуги;
  • скорость сварочного электрода;
  • количество проходов на шов;
  • диаметр и марка электрода.

Правильный выбор и поддержание на протяжении сварочного процесса необходимых параметров являются залогом качественного сварного соединения.

При проведении ручной дуговой сварки необходимо грамотно распределять ток. Это позволит выполнить качественный шов. Стабильность дуги напрямую зависит от величины сварочного тока. Специалисты подбирают ее исходя из диаметра электродов и толщины свариваемых материалов.

Типы регуляторов тока

Принципиальная электрическая схема регулятора постоянного тока.

Существует больше количество способов изменения силы тока во время проведения сварочных операций. Еще больше разработано принципиальных электрических схем регуляторов. Способы управления сварочным током могут быть следующие:

  • установка пассивных элементов во вторичной цепи;
  • переключение числа витков обмоток трансформатора;
  • изменение магнитного потока трансформатора;
  • регулировка на полупроводниках.

Следует знать преимущества и недостатки разных методов регулировки. Назовем характерные особенности указанных типов.

Резистор и дроссель

Первый тип регулировки считается самым простым. В сварочную цепь включают последовательно резистор или дроссель. В этом случае изменение силы тока и напряжения дуги происходит за счет сопротивления и, соответственно, падения напряжения. Умельцы оценили простой и эффективный способ регулировки тока – включение сопротивления во вторичную цепь. Устройство несложное и надежное.

Изменение величины тока с помощью резистора.

Добавочные резисторы используются для смягчения вольт-амперной характеристики источника питания. Изготавливают сопротивление из толстой (диаметром 5-10 мм) проволоки из нихрома. В качестве пассивного элемента применяются мощные проволочные сопротивления.

Для регулировки тока вместо сопротивления ставят и дроссель. Благодаря введению индуктивности в цепь дуги переменного тока наблюдается сдвиг фаз тока и напряжения. Переход тока через нуль происходит при высоком напряжении трансформатора, что повышает надежность повторного зажигания и устойчивость горения дуги. Режим сварки становится мягкий, в результате чего получаем равномерный и качественный шов.

Этот способ нашел широкое распространение благодаря надежности, доступности в изготовлении и низкой стоимости. К недостаткам отнесем малый диапазон регулирования и сложность в перестройке параметров. Сделать такую конструкцию по силам каждому. Часто применяют трансформаторы типа ТС-180 или ТС-250 от старых ламповых телевизоров, с которых убирают первичные и вторичные обмотки и наматывают дроссельную обмотку с требуемым сечением. Сечение алюминиевого провода составит порядка 35-40 мм, медного – до 25 мм. Количество витков будет находиться в диапазоне 25-40 штук.

Переключение числа обмоток

Регулировка напряжения осуществляется изменением числа витков обмотки. Так изменяется коэффициент трансформации. Регулятор сварочного тока прост в эксплуатации. Для такого способа регулировки необходимо сделать отводы при намотке. Коммутация проводится переключателем, выдерживающим большой ток и сетевое напряжение. Недостатки переключения витков: трудно найти коммутатор, выдерживающий нагрузку в пару сотен ампер, небольшой диапазон регулировки тока.

Магнитный поток сердечника

Влиять на параметры тока можно магнитным потоком силового трансформатора. Регулирование силы сварочного тока производят за счет подвижности обмоток, изменения зазора или введения магнитного шунта. При сокращении или увеличении расстояния магнитные потоки двух обмоток меняются, в результате чего сила тока тоже будет изменяться. Способ магнитного потока практически не используется из-за сложности изготовления трансформаторного сердечника.

Читайте также:  Как установить телевизор на стену – 6 шагов к успеху

Полупроводники в схеме регулировки тока

Рисунок 1. Схема регулятора сварочного тока.

Полупроводниковые приборы совершили настоящий прорыв в сварочном деле. Современная схемотехника позволяет использовать мощные полупроводниковые ключи. Особенно распространены тиристорные схемы регулировки сварочного тока. Применение полупроводниковых приборов вытесняет неэффективные схемы управления. Данные решения повышают пределы регулировки тока. Габаритные и тяжелые сварочные трансформаторы, содержащие огромное количество дорогой меди, заменены на легкие и компактные.

Электронный тиристорный регулятор – это электронная схема, необходимая для контроля и настройки напряжения и силы тока, которые подводятся к электроду в месте сварки.

Для примера рассмотрим регулятор на тиристорах. Схема регулятора сварочного тока представлена на рис. 1.

В основу схемы положен принцип фазового регулятора тока.

Регулировка осуществляется подачей управляющего напряжения на твердотельные реле – тиристоры. Тиристоры VS1 и VS2 открываются поочередно при поступлении сигналов на управляющие электроды. Напряжение питания схемы формирования управляющих импульсов снимается с отдельной обмотки. Далее преобразуется в постоянное напряжение диодным мостом на VD5-VD8.

Положительная полуволна заряжает емкость С1. Время заряда электролитического конденсатора формируется резисторами R1, R2. Когда напряжение достигнет необходимой величины (более 5,6 В), происходит открытие динистора, образованного стабилитроном VD6 и тиристором VS3. Далее сигнал проходит через диод VD3 или VD4. При положительной полуволне открывается тиристор VS1, при отрицательной – VS2. Конденсатор С1 разрядится. После начала следующего полупериода тиристор VS1 закрывается, происходит зарядка емкости. В этот момент открывается ключ VS2, который продолжает подачу напряжения на электрическую дугу.

Наладка сводится к установке диапазона сварочного тока подстроечным сопротивлением R1. Как видим, схема регулировки сварочного тока довольно-таки проста. Доступность элементной базы, простота наладки и управления регулятора допускают изготовление такого сварочного аппарата самостоятельно.

Инверторные сварочные аппараты

Устройство инверторного сварочного аппарата.

Особое место среди сварочного оборудования занимают инверторы. Инверторный сварочный аппарат – это устройство, которое способно обеспечить устойчивое питание сварочной дуги. Малые габариты и небольшой вес придают аппарату мобильность. Сильной стороной инвертора является возможность применять электроды переменного и постоянного тока. Сварка позволяет стыковать цветные металлы и чугун.

Главные преимущества использования инвертора:

  • защита от нагрева деталей;
  • устойчивость к возмущениям сети;
  • независимость от колебаний и перегрузок по току;
  • независимость от перепадов промышленной сети;
  • способность скреплять цветной металл;
  • стабильность сварочного тока;
  • качественный шов;
  • ровное горение дуги;
  • малый вес и габариты.

К недостаткам сварочных инверторов относят высокую стоимость. Электронные детали следует оберегать от воздействия влаги, пыли, жары и сильных морозов (ниже 15 о С).

Инверторное сварочное оборудование сегодня присутствует практически во всех слесарных и авторемонтных мастерских.

СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

СВАРОЧНЫЙ АППАРАТ

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

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

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

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

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

Читайте также:  Какой должна быть электропроводка на кухне?

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

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

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

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

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

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

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

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

Как тиристорами регулировать сварочный ток

Привет всем !Достал на днях тиристоры T-161 .Хочу ими регулировать ток сварочный трансформатора, спиралью никогда не нравилось регулировать ток сварки. Уважаемые
форумчане может у кого есть схема простая как подключать тиристоры ,поделитесь пожалуйста. А подключать тиристоры на первичку или вторичку?

помоему он плавно не умеет регулировать,он или включается сразу на полную или полностью выключается.

Владимир 89 написал :
может у кого есть схема простая как подключать тиристоры

Простых схем управления тиристорами не бывает. Хотя. всё относительно. Вы собрались изготовить электронное управление сварочником?

zvezdopad написал :
Простых схем управления тиристорами не бывает.

Янек Войцеховски — против.

Владимир 89 написал :
Достал на днях тиристоры T-161

Маловато будет. По мостовой схеме и не айс.

Владимир 89 написал :
Уважаемые форумчане может у кого есть схема простая как подключать тиристоры

О.. Ё- маё!(с) Надо покопаться в своих гныдныках (старые тетрадки). Когда-то была такая задумка и даже мощные тиристоры и оптимизированный транс, готовая плата. Не хватало радиаторов, да сборки, наладки. Просто подарил всё добро «кулибину» на Донбассе (чему он рад был) и купил инвертор (по весу и току первички не сравнить).

Владимир 89 написал :
А подключать тиристоры на первичку или вторичку?

Вторичку. Лучше пару тиристоров и транс со средней точкой.

ПPOPAБ написал :
Вторичку. Лучше пару тиристоров и транс со средней точкой.

Это если постоянку делать. А если регулировать переменку ,то можно на любом трансе.
Тиристоры на первичку, то с огромным запасом получится. На вторичку- смотря сколько выжать хотите.
Схему где — то в нете простую видел.

А смысл тогда в переменке?

tehsvar написал :
А если регулировать переменку ,то можно на любом трансе.

Не всё так гладко.

tehsvar написал :
Тиристоры на первичку, то с огромным запасом получится.

По току тиристоров. Но из транса печка выйдет.

tehsvar написал :
На вторичку- смотря сколько выжать хотите.

Примаерно с К=1.5 и выше.
По моему- в самоделках есть такая тема.

народ я даже в википедию глянул,насколько понял он включается на максимум и наоборот выключается до минимума,управляемый слабым сигналом.так как же в таком случае можно зделать плавную регулировку если у него только два сотояния включен и выключен.

Читайте также:  Что такое ноль

В конце каждого полупериода синусоиды питающего напряжения он выключается сам. А вот если задерживать подачу управляющих импульсов в начале полупериода синусоиды-вот и весь метод регулировки. называется СИФУ(система импульсно-фазового управления)

bvale написал :
называется СИФУ(система импульсно-фазового управления)

оооо как сложно,подозревал что то типа шим и что то типа того,в юности лектроникой плотно занимался.да всё забыл.

но ТС явно эту СИФУ мудрить не будет.
мне так кажется

Можно поставить в первичку дроссель, кт. посадить «наездником» на основное ярмо. Ток в дросселе (первичке) регулировать встречно-параллельно включенными тиристорами. Схема управления все равно нужна. Я в 90-е годы сделал с десяток таких сварочников. Схему снял с польского промышленного. Схему можно поискать, но это не быстро. Толком даже не помню, где она.

P.S. Был еще бюджетный вариант этого способа регулирования. Дроссель делали с отпайками. Порядка десятка. Переключая витки регулировали точек в первичке. Регулировка была очень мягкая.

Если из транса выйдет печка (печку несложно организовать) то это значит, что схема управления тиристорами в цепи первички не умеет ловко и оптимально контролировать колебания магнитного потока в магнитопроводе транса без зашкаливаний за допустимые пределы.

bvale написал :
В конце каждого полупериода синусоиды питающего напряжения он выключается сам.

выключатся будет при нуле тока а не напряжения ( это в случае с трансом несколько разные кривые )
вобще считается «плохим тоном» скармливать порезанную тиристорами синусоиду трансформаторам, так что я за регулировку по выходу
либо мост 2 диода 2 тиристора + плюс нехилых размеров дорсель
либо обмотка со средней точкой 2 тиристора и 1 диод + вышеописанный дроссель.
ПС это все для «постоянки», «переменку» регулировать нецелесообразно.

Управление тиристорами в цепи первички сложнее, но такая топология силовых цепей позволяет получать самые лучшие результаты, по снижению потерь энергии в девайсе и по плавному пуску трасформатора без бросков пусковых токов в сети с вышибаниями автомата. Но «чайнику» браться за составление и отлаживание схем на вряд-ли стоит. Вот балластный дроссель поставить, это сравнительно просто и надёжно, хоть и массогабариты большие.

steppe написал :
Управление тиристорами в цепи первички сложнее, но такая топология силовых цепей позволяет получать самые лучшие результаты

только промышленных сврочников 50Гц с регулировкой по первичке не наблюдается, так что кроме сложности еще и вопрос целесообразности возникает.

johnlc написал :
только промышленных сврочников 50Гц с регулировкой по первичке не наблюдается, так что кроме сложности еще и вопрос целесообразности возникает.

Инвертор для бытовых розеток и пробок ещё целесообразней и современней, и заработать на него не так долго.

steppe написал :
Инвертор для бытовых розеток и пробок ещё целесообразней и современней, и заработать на него не так долго.

вы правы,но как-то жаль выбрасывать металолом на свалку. лично я намотал на латре(помогали еще двое)медную шинку36мм2,а чтоб вся конструкция не грелась-поместили в 6-литровый бидон из-под молока,и налили трансформаторного масла,чтоб скрыло. конструкцией доволен-варили подряд20-30электродов 4-ки,так чуть теплый был.

tehsvar написал :
Это если постоянку делать. А если регулировать переменку ,то можно на любом трансе.
Тиристоры на первичку, то с огромным запасом получится. На вторичку- смотря сколько выжать хотите.
Схему где — то в нете простую видел.

хватит и одного тиристора-лишь бы мост постоянки был,я приспособил схему для управления(радио,№11,2001год,стр35)-все прекрасно пошло.

ледокол160 написал :
хватит и одного тиристора-лишь бы мост постоянки был,я приспособил схему для управления(радио,№11,2001год,стр35)-все прекрасно пошло.

Эт точно тоже делал регулировал по первичке. Что хочу сказать иногда регулирует иногда транс начинает как бы это правильно сказать трусится что ли. Вибрация возникает нешуточная главное неожиданно все это начинается. Лечится просто чуть крутанул регулировку туда сюда и все прекращается. Варит если честно сказать очень плохо, чем меньше ток тем нестабильней дуга. Даже звук той дуги неприятный. Помогает выпрямитель и мощный дросель. Схема довольно простая откуда этот листок вырезал не помню потому что лет 20 а то и больше прошло.Короче если делать будете то только с выпрямителем и дроселем иначе хрень полная а не сварка.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...
Adblock
detector