|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Зварювальний апарат, зібраний із деталей старих телевізорів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / зварювальне обладнання Багатьом у господарстві став у нагоді апарат для електрозварювання деталей із чорних металів. Оскільки зварювальні апарати, що серійно випускаються, досить дорогі, багато радіоаматорів беруться за самостійне їх виготовлення. Про один із таких пристроїв розповідає ця стаття. З початку роботи я поставив собі завдання створення максимально простого і дешевого зварювального апарату з використанням у ньому широко поширених деталей і вузлів. З двох основних варіантів конструкції апарату - зі зварювальним трансформатором або на основі конвертора - було обрано другий. Справді, зварювальний трансформатор - це значний переріз і важкий магнітопровід і багато мідного дроту для обмоток, що для багатьох малодоступно. Електронні компоненти для конвертора при їх правильному виборі недефіцитні і відносно дешеві.
В результаті досить тривалих експериментів з різними видами конвертора на транзисторах і тріністорах була складена схема, показана на рис. 1. Прості транзисторні конвертори виявилися надзвичайно примхливими та ненадійними, а триністорні без ушкодження витримують замикання виходу до моменту спрацювання запобіжника. Крім того, триністори нагріваються значно менше від транзисторів. Як легко бачити, схемне рішення не відрізняється оригінальністю – це звичайний однотактний конвертор, його гідність – у простоті конструкції та відсутності дефіцитних комплектуючих, в апараті використано багато радіодеталей від старих телевізорів. І, нарешті, він мало потребує налагодження. Зварювальний апарат має такі основні характеристики.: Межі регулювання зварювального струму, А........40... 130 Максимальна напруга на електроді на холостому ході, В.......................90 Максимальний споживаний від мережі струм А..............20 Напруга в мережі живлення змінного струму частотою 50 Гц, В .............220 Максимальний діаметр зварювального електрода, мм ..........3 Тривалість навантаження (ПН), %, при температурі повітря 25 °С та вихідному струмі 100 А ......................60
Габарити апарату, мм 350х 180х 105 Маса апарату без підвідних кабелів та електродотримача, кг...............5,5 Рід зварювального струму – постійний, регулювання – плавне. При зварюванні встик сталевих листів товщиною 3 мм електродом діаметром 3 мм струм, що встановився, споживаний апаратом від мережі, не перевищує 10 А. Зварювальна напруга включають кнопкою, розташованої на електродотримачі, що дозволяє, з одного боку, використовувати підвищену напругу запалювання дуги і підвищити електробезпеку, з іншого, оскільки при відпусканні електродотримача напруга на електроді автоматично вимикається. Підвищена напруга полегшує запалення дуги та забезпечує стійкість її горіння. Використання постійного зварювального струму при зворотній полярності напруги дозволяє з'єднувати тонколистові деталі. Мережева напруга випрямляє діодний міст VD1-VD4. Випрямлений струм, протікаючи через лампу HL1, починає заряджати конденсатор С5. Лампа служить обмежувачем зарядного струму та індикатором цього процесу. Зварювання слід починати тільки після того, як лампа HL1 згасне. Одночасно через дросель L1 заряджаються конденсатори батареї С6-С17. Світло світлодіода HL2 показує, що апарат включений в мережу. Триністор VS1 поки що закритий. При натисканні на кнопку SB1 запускається генератор імпульсний на частоту 25 кГц, зібраний на одноперехідному транзисторі VT1. Імпульси генератора відкривають триністор VS2, який, у свою чергу, відкриває з'єднані паралельно триністори VS3-VS7. Конденсатори С6-С17 розряджаються через дросель L2 та первинну обмотку трансформатора Т1. Ланцюг дросель L2 - первинна обмотка трансформатора Т1 - конденсатори С6-С17 є коливальним контуром. Коли напрямок струму в контурі змінюється протилежне, струм починає протікати через діоди VD8, VD9, а триністори VS3-VS7 закриваються до наступного імпульсу генератора на транзисторі VT1. Далі процес повторюється. Імпульси, що виникають на обмотці III трансформатора Т1, відкривають триністор VS1. який безпосередньо з'єднує мережевий випрямляч на діодах VD1-VD4 з триністор-ним перетворювачем. Світлодіод HL3 служить для індикації процесу генерації імпульсної напруги. Діоди VD11-VD34 випрямляють зварювальну напругу, а конденсатори С19-С24 - її згладжують, полегшуючи цим запалювання зварювальної дуги. Вимикачем SA1 служить пакетний або інший перемикач струм не менше 16 А. Секція SA1.3 замикає конденсатор С5 на резистор R6 при вимкненні і швидко розряджає цей конденсатор, що дозволяє, не побоюючись ураження струмом, проводити огляд і ремонт апарату. Вентилятор ВН-2 (з електродвигуном М1 за схемою) забезпечує примусове охолодження вузлів пристрою. Менш потужні вентилятори використовувати не рекомендується, або їх доведеться встановлювати кілька. Конденсатор С1 – будь-який, призначений для роботи при змінній напрузі 220 В. Випрямні діоди VD1-VD4 повинні бути розраховані на струм не менше 16 А та зворотну напругу не менше 400 В. Їх необхідно встановити на пластинчасті кутові тепловідведення розмірами 60x15 мм товщиною 2 мм з алюмінієвого сплаву. Замість одиночного конденсатора С5 можна використовувати батарею з декількох паралельно включених на напругу не менше 400 В кожен, при цьому ємність батареї може бути більшою, ніж зазначена на схемі. Дросель L1 виконаний на сталевому магнітопроводі підводного човна 12,5x25-50. Підійде і будь-який інший магнітопровід такого ж або більшого перерізу при виконанні умови розміщення обмотки у вікні. Обмотка складається з 175 витків дроту ПЕВ-2 1,32 (провід меншого діаметра використовувати не можна!). Магнітопровід повинен мати немагнітний проміжок 0,3...0,5 мм. Індуктивність дроселя - 40±10 мкГн. Конденсатори С6-С24 повинні мати малий тангенс кута діелектричних втрат, а С6-С17 - ще й робочою напругою не менше 1000 В. Найкращі випробувані мною конденсатори - К78-2, що застосовувалися в телевізорах. Можна використовувати і більш поширені конденсатори цього типу іншої ємності, довівши сумарну ємність до зазначеної в схемі, а також імпортні плівкові. Спроби використовувати паперові або інші конденсатори, розраховані на роботу в низькочастотних ланцюгах, призводять, як правило, до виходу з ладу через деякий час. Триністори КУ221 (VS2-VS7) бажано використовувати з буквеним індексом А або в крайньому випадку Б або Г. Як показала практика, під час роботи апарату помітно розігріваються катодні висновки триністорів, через що не виключено руйнування пайок на платі і навіть вихід з ладу триністорів. Надійність буде вищою, якщо на виведення катода триністорів надіти або трубки-пістони, виготовлені з лудженої мідної фольги товщиною 0,1...0,15 мм, або бандажі у вигляді щільно згорнутої спіралі з мідного лудженого дроту діаметром 0,2 мм і пропаяти по всій довжині. Пістон (бандаж) повинен покривати висновок на всю довжину майже вщент. Паяти треба швидко, щоб не перегріти триністор. У Вас виникне питання: а чи не можна замість кількох порівняно малопотужних тріністорів встановити один потужний? Так, це можливо при використанні приладу, що перевершує (або хоча б порівнянного) за частотними характеристиками триністори КУ221А. Але серед доступних, наприклад, із серій ТЧ чи ТЛ, таких немає. Перехід на низькочастотні прилади змусить знизити робочу частоту з 25 до 4...6 кГц, а це призведе до погіршення багатьох найважливіших характеристик апарату і гучного пронизливого писку при зварюванні. Крім цього, встановлено, що один потужний триністор менш надійний, ніж кілька включених паралельно, оскільки їм легше забезпечити найкращі умови для відведення тепла. Достатньо групу триністорів встановити на одну тепловідвідну пластину завтовшки не менше 3 мм. Оскільки струмозрівнюючі резистори R14-R18(C5-16 В) при зварюванні можуть сильно розігріватися, їх перед монтажем необхідно звільнити від пластмасової оболонки шляхом випалу або нагрівання струмом, значення якого необхідно підібрати експериментально. Діоди VD8 та VD9 встановлені на загальному тепловідводі з триністорами, причому діод VD9 ізольований від тепловідведення слюдяною прокладкою. Замість КД213А підійдуть КД213Б та КД213В, а також КД2999Б, КД2997А, КД2997Б. При монтажі діодів та тріністорів застосування теплопровідної пасти обов'язково. Дросель L2 являє собою безкаркасну спіраль з 11 витків дроту перетином не менше 4 мм2 термостійкої ізоляції, намотану на оправці діаметром 12...14 мм. Дросель під час зварювання сильно розігрівається, тому при намотуванні спіралі слід забезпечити між витками зазор 1...1.5 мм, а розташовувати дросель необхідно так, щоб він знаходився в потоці повітря від вентилятора.
Магнітопровід трансформатора Т1 складається з трьох складених разом магнітопровід ПК30х16 з фериту 3000НМС-1 (на них виконували малі трансформатори старих телевізорів). Первинна та вторинна обмотки розділені на дві секції кожна (див. рис. 2), намотані проводом ПСД1,68х10,4 у склотканинній ізоляції та з'єднані послідовно згідно. Первинна обмотка містить 2x4 витка, вторинна - 2x2 витка. Секції намотують на спеціально виготовлене дерев'яне виправлення. Від розмотування витків секції оберігають по два бандажі з лудженого мідного дроту діаметром 0,8...1 мм. Ширина бандажу - 10...11 мм. Під кожен бандаж підкладають смугу з електрокартону або намотують кілька витків стрічки зі склотканини. Після намотування бандажі пропаюють. Один із бандажів кожної секції є висновком її початку. Для цього ізоляцію під бандажом виконують так, щоб із внутрішньої сторони він безпосередньо стикався з початком обмотки секції. Після намотування бандаж припаюють до початку секції, для чого з цієї ділянки витка заздалегідь видаляють ізоляцію і обслуговують його. Слід мати на увазі, що в найбільш важкому тепловому режимі працює обмотка I. Тому при намотуванні її секцій і при складанні слід між зовнішніми частинами витків передбачити повітряні зазори, вкладаючи між витками короткі, змащені теплостійким клеєм, вставки зі склотекстоліту. Взагалі, що більше повітряних зазорів в обмотках, то ефективнішим буде відведення тепла від трансформатора. Тут доречно відзначити також, що секції обмоток, виготовлені зі згаданими вставками та прокладками проводом того ж перерізу 1,68x10,4 мм2 без ізоляції, будуть охолоджуватися краще в тих же умовах. Далі обидві секції первинної обмотки складають разом одну на іншу так, щоб напрями їх намотування (що відраховуються від їх кінців) були протилежними, а кінці знаходилися з одного боку (див. рис. 2). Дотичні бандажі з'єднують пайкою, причому до передніх, службовців висновками секцій, доцільно припаяти мідну накладку у вигляді короткого відрізка дроту, з якого виконана секція. В результаті виходить жорстка нероз'ємна первинна обмотка трансформатора. Вторинну виготовляють аналогічно. Різниця тільки в числі витків у секціях і тому, що необхідно передбачити висновок від середньої точки. Обмотки встановлюють на магнітопровід строго певним чином – це необхідно для правильної роботи випрямляча VD11 – VD32. Напрямок намотування верхньої секції обмотки I (якщо дивитися на трансформатор зверху) має бути проти годинникової стрілки, починаючи від верхнього виведення, який необхідно підключити до дроселя L2. Напрямок намотування верхньої секції обмотки II, навпаки, за годинниковою стрілкою, починаючи від верхнього виведення, його підключають до блоку діодів VD21-VD32. Обмотка III є витоком будь-якого дроту діаметром 0,35...0,5 мм у теплостійкій ізоляції, що витримує напругу не менше 500 В. Його можна розмістити в останню чергу в будь-якому місці магнітопроводу з боку первинної обмотки.
Для забезпечення електробезпеки зварювального апарату та ефективного охолодження потоком повітря всіх елементів трансформатора дуже важливо витримати необхідні зазори між обмотками та магнітопроводом. Це завдання виконують чотири фіксуючі пластини, що закладаються в обмотки при остаточному складанні вузла. Пластини виготовляють зі склотекстоліту завтовшки 1,5 мм відповідно до креслення на рис. 3. Після остаточного регулювання пластини доцільно закріпити термостійким клеєм. Трансформатор кріплять до основи апарата трьома скобами, зігнутими з латунного або мідного дроту діаметром 3 мм. Ці ж скоби фіксують взаємне становище всіх елементів магнітопроводу. Перед монтажем трансформатора на основу між половинами кожного з трьох комплектів магнітопроводу необхідно вкласти немагнітні прокладки з електрокартону, гетинаксу або текстоліту завтовшки 0,2...0,3 мм. Для виготовлення трансформатора можна використовувати магнітопроводи та інших типорозмірів перерізом не менше ніж 5,6 см2. Підійдуть, наприклад, Ш20х28 або два комплекти Ш 16x20 із фериту 2000НМ1. Обмотку I для броньового магнітопроводу виготовляють у вигляді єдиної секції з восьми витків, обмотку II - аналогічно описаному вище, з двох секцій по два витки.
Зварювальний випрямляч на діодах VD11-VD34 конструктивно є окремим блоком, виконаним у вигляді етажерки (див. рис. 4). Вона зібрана так, що кожна пара діодів виявляється поміщеною між двома тепловідвідних пластин розмірами 44x42 мм і товщиною 1 мм, виготовленими з листового алюмінієвого сплаву. Весь пакет стягнутий чотирма сталевими різьбовими шпильками діаметром 3 мм між двома фланцями товщиною 2 мм (з такого ж матеріалу, що і пластини), до яких гвинтами прикріплені з двох сторін дві плати, що утворюють висновки випрямляча. Всі діоди в блоці орієнтовані однаково - висновками катода вправо по малюнку - і впаяні висновками в отвори плати, яка є загальним плюсовим виведенням випрямляча та апарату загалом. Анодні висновки діодів впаяні в отвори другої плати. На ній сформовано дві групи висновків, що підключаються до крайніх висновків обмотки II трансформатора згідно зі схемою. Враховуючи великий загальний струм, що протікає через випрямляч, кожен із трьох його висновків виконаний з декількох відрізків дроту довжиною 50 мм, впаяних кожен у свій отвір і з'єднаних пайкою на протилежному кінці. Група з десяти діодів підключена п'ятьма відрізками, із чотирнадцяти - шістьом, друга плата із загальною точкою всіх діодів - шістьма. Провід краще використовувати гнучкий, перерізом не менше 4 мм. Так само виконані сильноточні групові висновки від основної друкованої плати апарату. Плати випрямляча виготовлені з фольгованого склотекстоліту товщиною 0,5 мм та облужені. Чотири вузькі прорізи у кожній платі сприяють зменшенню навантажень на висновки діодів при температурних деформаціях. З цією ж метою висновки діодів необхідно відформувати, як показано на рис. 4. У зварювальному випрямлячі можна використовувати більш потужні діоди КД2999Б, 2Д2999Б, КД2997А, КД2997Б, 2Д2997А, 2Д2997Б. Їх число може бути меншим. Так, в одному з варіантів апарату успішно працював випрямляч із дев'яти діодів 2Д2997А (п'ять - в одному плечі, чотири - в іншому). Площа пластин тепловідведення залишилася незмінною, товщину їх виявилося можливим збільшити до 2 мм. Діоди були розміщені не попарно, а по одному у кожному відсіку. Публікація: radioradar.net
Запрацювала найвища у світі астрономічна обсерваторія
04.05.2024 Управління об'єктами за допомогою повітряних потоків
04.05.2024 Породисті собаки хворіють не частіше, ніж безпородні
03.05.2024
▪ Золото змінює свічення кремнієвих квантових точок. ▪ Стабільний теплий світлодіод ▪ 23" IPS монітор AOC i2360Phu ▪ Мозковий імплантат для відновлення пам'яті ▪ Портативний проектор ASUS ZenBeam L2
▪ розділ сайту Перетворювачі напруги, випрямлячі, інвертори. Добірка статей ▪ стаття Бурбони. Крилатий вислів ▪ стаття Чому алмаз сяє? Детальна відповідь ▪ стаття Слюсар-судоремонник. Типова інструкція з охорони праці ▪ стаття Комутатор навантаження для звукової карти Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Королівська пара. Секрет фокусу
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page