Любителям мастерить вещи своими руками рекомендуется создать компактное и надежное устройство для электросварки изделий из конструкционной стали электродом диаметром 2-5 мм. Он питается от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, что делает его очень удобным при работе дома или «в дороге». Также он имеет встроенный электронный регулятор, который позволяет плавно изменять сварочный ток от 20А до 200А, обеспечивая качественные и надежные соединения даже с деталями разной толщины.
Рисунок 1. Принципиальная схема сварочного трансформатора с электронным контролем тока:
Как видно из электрической схемы (см рисунок), в основе этого устройства лежит ставший популярным в наши дни тип тиристорного регулятора. Это понятно. Ведь подобные технологические решения позволяют использовать здесь очень доступные материалы и комплектующие. Это важно повторять как во «внутреннем центре», так и в «глубинке».
«Сварочный аппарат» состоит из самого силового трансформатора Т1, управляющих тиристоров ВС1 и ВС2, включенных в цепь силовой обмотки II, и электронного блока управления, формирующего управляющие импульсы. Дополнительная обмотка III стабилизирует дугу и улучшает процесс формирования шва в начальные моменты сварки. Теперь что касается обмотки IV, она отвечает за подачу питания на электронный блок управления током.
Трансформатор Т1 построен на сердечнике статора асинхронного двигателя переменного тока мощностью 15-18,5 кВт, т.е. 22 кВт. Так, как журнал уже неоднократно обращался к своим читателям (см., например, № 8’92, 11’95). Только помните, что электродвигатель разбирается и статор вынимается из корпуса вместе с обмотками. В случае возникновения проблем последний может даже сломаться (при соблюдении необходимых мер предосторожности, конечно).
Вырезаем старую обмотку стамеской. Остатки удаляются без повреждения самих пластин статора. Затем магнитный сердечник оборачивается несколькими слоями стекловолокна или клейкой ленты. При этом в последнем случае изоляционный материал покрывается эпоксидным клеем. Или – простой масляный лак (например, марки ПФ-231).
первичная обмотка трансформатора выполнена из провода ПЭВ-2 (медь) или АПСО (алюминий) диаметром 2,5 мм. Число витков 220, намотаны они равномерно по всему сечению магнитопровода.
если у вас нет проволоки нужного диаметра, можно обмотать ее двумя проволоками. Важно только, чтобы общая площадь сечения здесь составляла 5 мм. Намотка будет проще, если заранее использовать челнок с надетым на него необходимым количеством проволоки.
Полученную обмотку I изолируют 2-3 слоями стекловолокна или защитной ленты. Далее рекомендуется все проверить на наличие закороченных витков. Для этого подключите обмотку к обычной сети напряжением 220 В и убедитесь, что ток в цепи обмотки находится в пределах 0,3-0,5 А. Если измеренное значение превышает заданное значение, то ничего нет. Осталось, но более тщательно перематывая все 220 витков.
Вторичная обмотка II выполнена из провода площадью поперечного сечения 35 мм3. Количество витков небольшое, всего 60. Также в качестве проводов здесь очень подходят медные или алюминиевые шины с надежной изоляцией.
Обмотка III размещена рядом с обмоткой II на магнитопроводе. Он также содержит 60 витков, но уже, с проводом ПЭВ-2 диаметром 2,5 мм. Однако обмотка IV имеет 40 витков ПЭВ-2 0,7 мм. По пути также есть ответвления.
Все вторичные обмотки полностью изолированы, как и первичная обмотка.
После окончательной намотки трансформатор необходимо еще раз испытать без нагрузки. Техника здесь примерно такая же. Разница лишь в том, что для показанных ранее значений тока напряжение на обмотках II и III составляет 220 В, а напряжение на обмотке IV — 40 В.
Электронный блок контроля тока выполнен на основе схемы аналогичного промышленного устройства ТС-200. Монтаж осуществляется печатным или подвесным способом. Однако в любом случае этот блок будет обеспечен надежным корпусом.
Трансформатор Т2 намотан на магнитопроводе Ф16 заданной толщиной 16 мм. Обмотка I имеет 140 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,5 мм. II имеет всего 70 витков ПЭВ-2 0,1 мм, III и IV имеют по 90 витков ПЭВ-2 0,5 мм.
Фигура 2. Сборка самодельного сварного трансформатора:
1 — трансформатор, 2 — радиатор (2 шт.), 3 — тиристор (2 шт.), 4 — верхняя пластина, 5 — колодка, 6 — ручка для переноски, 7 — панель блока управления, 8 — потенциометр Р-12, 9 — гайка с болтами М12 (2 шт для крепления сварочных кабелей), 10 — стяжные болты М12 с гайками и шайбами, 11 — нижняя пластина, 12 — кронштейны для крепления сетевых кабелей, 13 — сетевые кабели.
Резисторы R1…R9 – типа МЛТ-0,5. МЛТ-2 идеально подходит для R10 и R11, СП2-6А идеально подходит для R12. Рекомендуем использовать конденсаторы С1 и С3 типа К50-6. Для C2 и C4 здесь предпочтителен K73. Тиристоры ВС1 и ВС2 – ТЛ-200 или аналогичные. Каждый установлен на радиаторе общей площадью поверхности 1000 мм3.
Безошибочные агрегаты, собранные из исправных деталей, не требуют регулировки. Теперь, если что-то вдруг не работает, проверьте установку. Обратите внимание на правильность подключения обмоток трансформатора Т2 и соблюдение полярности, указанной на схеме.
Работу блока можно легко проверить с помощью осциллографа. Для этого выводы 4-5 и 6-7 нагружаются резисторами сопротивлением 50 Ом и мощностью 0,5 Вт. Подключите устройство сначала к одному выходу, затем к другому и наблюдайте за изменением скважности импульсов, перемещая движок на резисторе R12.
Если у вас нет осциллографа, вы можете использовать вольтметр переменного тока для проверки работоспособности устройства. Кроме того, если не подключать обмотку III, сопротивление резистора R12 должно измениться, а напряжение в точках 9-10 должно плавно изменяться от 0 до 60 В при нормальной работе блока.
Возможные варианты конструкции «сварочного аппарата» показаны на схеме. Трансформатор Т1 четко закреплен на круглом основании диаметром 400 мм, изготовленном из текстолита толщиной 10 мм или фанеры толщиной 15 мм. Кроме того, для правильной циркуляции воздуха и повышенного охлаждения под него следует подложить два цельных деревянных бруска сечением 30х30 мм и длиной 350 мм. Трансформатор крепится к основанию с помощью стяжных болтов М12 соответствующей длины и такой же пластины, как показано ниже. Тиристор расположен над радиатором.
ручка для переноски трансформатора изготовлена из стальной трубы диаметром 0,5 дюйма. Прикреплены две текстовые световые пластины толщиной 5 мм. На одном из них крепится блок управления током, потенциометр R12 и сварочный кабель, соединенный болтами М12. На второй пластине есть два кронштейна для сматывания сетевых кабелей, когда вы закончите. Также здесь можно установить автоматический выключатель с номиналом тока не менее 25 А.
Однако конструкция сварочного агрегата может быть разной. Например, его легко поместить в «прочный» корпус (соответственно оснащенный специальными вентиляционными отверстиями и даже небольшим вентилятором для притока воздуха). Но как бы это не ухудшало тепловое состояние! Фактически, даже показанная на схеме конструкция «свободного» трансформатора требует 10-минутного перерыва после каждого часа работы.
Сварку осуществляют электродами Э-5РА УОНИ-13/55-2,5 марки УД-1. Как уже было указано, диаметр составляет 2-5 мм. Вставьте нужный электрод в надежный и удобный электрододержатель (см инструкцию в журнале «Модельконструктор» № 11’87, 1’90, 10’94) и включите описанное выше устройство работа. Разумеется, соблюдайте все меры предосторожности.
Ознакомиться с техникой сварки можно, обратившись к соответствующим руководствам.
М. Телецкого, г. Санкт-Петербург,
МК 03 1996 г
- Хотите связаться со мной?
