Samodzielna naprawa i rewizja falowników spawalniczych

Treść artykułu

• Typowy obwód i zasada działania falownika
• Jednostki, które można ulepszać
• Poprawa rozpraszania ciepła
• Wyświetlanie prądu spawania
• Wydłużenie czasu włączenia
• Uzwojenie dławika wyjściowego
• Wniosek

Charakterystyki większości przetwornic budżetowych nie można nazwać wybitnymi, jednocześnie niewiele osób zrezygnuje z przyjemności korzystania ze sprzętu o znacznym marginesie niezawodności. Tymczasem istnieje wiele sposobów na ulepszenie niedrogiego falownika spawalniczego..

Typowy obwód i zasada działania falownika

Im droższy falownik spawalniczy, tym więcej jednostek pomocniczych w jego obwodzie jest zaangażowanych w realizację funkcji specjalnych. Ale sam obwód przetwornika mocy pozostaje praktycznie niezmieniony nawet w przypadku drogiego sprzętu. Etapy przekształcania prądu elektrycznego z sieci w prąd spawania są dość łatwe do prześledzenia – pewna część całego procesu odbywa się w każdym z głównych węzłów obwodu.

Z przewodu sieciowego poprzez wyłącznik ochronny napięcie doprowadzane jest do mostka diodowego prostownika sprzężonego z filtrami o dużej pojemności. Na schemacie ta sekcja jest łatwa do zauważenia, są imponujące „banki” kondensatorów elektrolitycznych. Prostownik ma tylko jedno zadanie – „rozłożyć” ujemną część sinusoidy symetrycznie do góry, podczas gdy kondensatory wygładzają tętnienie, sprowadzając kierunek prądu do niemal czystej „stałej”..

Schemat falownika spawalniczego

Ponadto, zgodnie ze schematem, jest sam falownik. Ta część jest również łatwa do zidentyfikowania i mieści największy aluminiowy grzejnik. Falownik jest zbudowany na kilku tranzystorach polowych wysokiej częstotliwości lub tranzystorach IGBT. Dość często kilka elementów mocy jest połączonych we wspólnym korpusie. Falownik ponownie przekształca prąd stały na prąd przemienny, ale jednocześnie jego częstotliwość jest znacznie wyższa – około 50 kHz. Taki łańcuch konwersji pozwala na zastosowanie transformatora wysokiej częstotliwości, który jest kilkakrotnie mniejszy i lżejszy niż konwencjonalny..

Prostownik wyjściowy usuwa napięcie z transformatora obniżającego napięcie, ponieważ chcemy spawać prądem stałym. Dzięki filtrowi wyjściowemu charakter prądu zmienia się z tętnienia o wysokiej częstotliwości na prawie prostą linię. Oczywiście w rozważanym łańcuchu transformacji istnieje wiele ogniw pośrednich: czujniki, obwody sterujące i sterujące, ale ich rozważanie wykracza daleko poza zakres amatorskiej elektroniki radiowej.

Konstrukcja falownika spawalniczego: 1 – kondensatory filtrujące; 2 – prostownik (zespół diod); 3 – tranzystory IGBT; 4 – wentylator; 5 – transformator obniżający napięcie; 6 – tablica sterownicza; 7 – grzejniki; 8 – dławik

Jednostki, które można ulepszać

Najważniejszym parametrem każdej spawarki jest charakterystyka woltoamperowa (VAC), dzięki której zapewnione jest stabilne spalanie łuku przy różnych jego długościach. Prawidłową charakterystykę I – V tworzy sterowanie mikroprocesorowe: mały „mózg” falownika zmienia w locie tryb pracy wyłączników mocy i natychmiast dostosowuje parametry prądu spawania. Niestety nie da się w żaden sposób przeprogramować budżetowego falownika – mikroukłady sterujące w nim są analogowe, a zastąpienie elektroniką cyfrową wymaga niezwykłej znajomości obwodów.

Jednak „umiejętności” obwodu sterującego są wystarczające, aby wyrównać „krzywiznę” początkującego spawacza, który jeszcze nie nauczył się stabilnie utrzymywać łuku. O wiele bardziej słuszne jest skupienie się na wyeliminowaniu niektórych chorób „dziecięcych”, z których pierwszą jest silne przegrzanie elementów elektronicznych prowadzące do degradacji i zniszczenia kluczy zasilających.

Drugi problem to stosowanie pierwiastków promieniotwórczych o wątpliwej niezawodności. Wyeliminowanie tej wady znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo awarii po 2-3 latach eksploatacji urządzenia. Wreszcie, nawet początkujący technik radiowy będzie w stanie zrealizować wskazanie rzeczywistego prądu spawania, aby móc pracować ze specjalnymi markami elektrod, a także przeprowadzić szereg innych drobnych ulepszeń.

Poprawa rozpraszania ciepła

Pierwszą wadą, na którą cierpi przytłaczająca większość niedrogich urządzeń inwerterowych, jest słaby obwód odprowadzania ciepła z przełączników mocy i diod prostowniczych. Udokładnianie w tym kierunku lepiej zacząć od zwiększenia intensywności wymuszonego przepływu powietrza. Z reguły w spawarkach montowane są wentylatory obudowy zasilane z obwodów serwisowych o napięciu 12 V. W modelach „kompaktowych” wymuszone chłodzenie powietrzem może być całkowicie nieobecne, co z pewnością jest bzdurą dla elektrotechniki tej klasy..

Wystarczy po prostu zwiększyć przepływ powietrza, montując kilka takich wentylatorów szeregowo. Problem polega na tym, że „natywna” chłodnica najprawdopodobniej będzie musiała zostać usunięta. Aby efektywnie pracować w montażu seryjnym, wentylatory muszą mieć identyczny kształt i liczbę łopatek, a także prędkość obrotową. Niezwykle łatwo jest zmontować identyczne chłodnice w „stosie”, wystarczy je razem ciągnąć parą długich śrub wzdłuż średnicowo przeciwległych narożnych otworów. Nie martw się również o wydajność zasilacza serwisowego, z reguły wystarczy zainstalować 3-4 wentylatory..

Jeśli w falowniku nie ma wystarczającej ilości miejsca na instalację wentylatorów, jeden wysokowydajny kanał można zamontować na zewnątrz. Jego instalacja jest łatwiejsza, ponieważ nie jest wymagane podłączenie do obwodów wewnętrznych, zasilanie jest usuwane z zacisków przycisku zasilania. Wentylator oczywiście należy zainstalować naprzeciw żaluzji wentylacyjnych, z których część można wyciąć, aby zmniejszyć opór aerodynamiczny. Optymalny kierunek przepływu powietrza – w kierunku wylotu z obudowy.

Drugim sposobem na poprawę odprowadzania ciepła jest wymiana standardowych grzejników aluminiowych na wydajniejsze. Należy wybrać nowy grzejnik z jak największą liczbą możliwie cienkich żeberek, to znaczy o jak największej powierzchni kontaktu z powietrzem. Do tych celów optymalne jest stosowanie grzejników do chłodzenia procesorów komputerowych. Proces wymiany grzejników jest dość prosty, wystarczy przestrzegać kilku prostych zasad:

1. Jeśli standardowy grzejnik jest izolowany od kołnierzy elementów radiowych za pomocą uszczelek mikowych lub gumowych, należy je zachować podczas wymiany.
2. Aby poprawić kontakt termiczny, należy użyć pasty termicznej krzemoorganicznej.
3. Jeśli grzejnik wymaga przycięcia, aby pasował do obudowy, przycięte krawędzie należy ostrożnie obrobić pilnikiem, aby usunąć wszystkie zadziory, w przeciwnym razie obficie osadzi się na nich kurz.
4. Grzejnik musi być mocno dociśnięty do mikroukładów, dlatego należy najpierw zaznaczyć i wywiercić na nim otwory montażowe, może zajść potrzeba wycięcia gwintu w korpusie aluminiowej podeszwy.

Dodatkowo zwracamy uwagę, że nie ma sensu zmieniać sztuki radiatorów samodzielnych kluczy, wymieniane są tylko radiatory układów scalonych lub kilka tranzystorów dużej mocy zainstalowanych w rzędzie.

Wyświetlanie prądu spawania

Nawet jeśli na falowniku jest zainstalowany cyfrowy wskaźnik ustawienia prądu, nie pokazuje on jego rzeczywistej wartości, ale pewną wartość serwisową wyskalowaną w celu wyświetlenia wizualnego. Odchylenie od rzeczywistej wartości prądu może wynosić do 10%, co jest niedopuszczalne w przypadku stosowania specjalnych marek elektrod i pracy z cienkimi częściami. Rzeczywistą wartość prądu spawania można uzyskać, instalując amperomierz.

Cyfrowy amperomierz typu SM3D kosztuje w granicach 1 tysiąca rubli, można go nawet starannie wbudować w obudowę falownika. Głównym problemem jest to, że do pomiaru tak dużych prądów wymagane jest połączenie bocznikowe. Jego koszt mieści się w przedziale 500-700 rubli dla prądów 200-300 A. Należy pamiętać, że typ bocznika musi być zgodny z zaleceniami producenta amperomierza, z reguły są to wkładki 75 mV o rezystancji wewnętrznej około 250 μOhm dla granicy pomiaru 300 A.

Bocznik można zainstalować na dodatnim lub ujemnym zacisku z wnętrza obudowy. Zwykle rozmiar szyny łączącej jest wystarczający do podłączenia wkładki o długości ok. 12-14 cm. Nie ma możliwości zagięcia bocznika, dlatego jeśli długość szyny łączącej jest niewystarczająca, należy ją wymienić na blaszkę miedzianą, pigtail z oczyszczonego przewodu jednożyłowego lub kawałek rdzenia spawalniczego.

Amperomierz jest podłączony wyjściami pomiarowymi do przeciwległych zacisków bocznika. Ponadto do działania urządzenia cyfrowego wymagane jest podanie napięcia zasilania z zakresu 5–20 V. Można je usunąć z przewodów przyłączeniowych wentylatora lub znaleźć na płytce punkty z potencjałem do zasilania mikroukładów sterujących. Zużycie własne amperomierza jest znikome.

Wydłużenie czasu włączenia

Cykl pracy w kontekście falowników spawalniczych jest bardziej racjonalnie nazywany czasem trwania obciążenia. Jest to część dziesięciominutowego przedziału czasu, w którym falownik bezpośrednio wykonuje pracę, a pozostały czas musi pracować na biegu jałowym i ostygnąć..

W przypadku większości niedrogich falowników rzeczywisty cykl pracy wynosi 40–45% przy 20 ° C. Wymiana grzejników i urządzenia do intensywnego przepływu powietrza może zwiększyć tę liczbę do 50-60%, ale to daleko od sufitu. Możliwe jest osiągnięcie PN rzędu 70-75% poprzez wymianę niektórych pierwiastków promieniotwórczych:

1. Kondensatory klucza inwertera należy wymienić na elementy o tej samej pojemności i typie, ale zaprojektowane na wyższe napięcie (600-700 V);
2. Diody i rezystory z oprawy klawiszowej należy wymienić na elementy o większym rozpraszaniu mocy.
3. Diody prostownicze (zawory), a także tranzystory MOSFET lub IGBT można zastąpić podobnymi, ale bardziej niezawodnymi.

Wymianę samych kluczy zasilania należy omówić osobno. Najpierw musisz przepisać oznaczenie na treści elementu i znaleźć szczegółowy arkusz danych dla określonego elementu. Zgodnie z danymi paszportowymi dość łatwo jest wybrać element do wymiany, kluczowymi parametrami są ograniczenia zakresu częstotliwości, napięcie robocze, obecność wbudowanej diody, rodzaj obudowy i prąd graniczny przy 100 ° C. Lepiej jest obliczyć to ostatnie własnymi rękami (dla strony wysokiego napięcia, biorąc pod uwagę straty na transformatorze) i kupić elementy radiowe z marginesem prądu granicznego około 20%. International Rectifier (IR) lub STMicroelectronics są uważani za najbardziej niezawodnych producentów tego rodzaju elektroniki. Pomimo dość wysokiej ceny, zdecydowanie zaleca się zakup części do tych marek..

Uzwojenie dławika wyjściowego

Jednym z najprostszych i jednocześnie najbardziej przydatnych dodatków do falownika spawalniczego będzie uzwojenie cewki indukcyjnej, która wygładza tętnienie prądu stałego, które nieuchronnie pozostaje podczas pracy transformatora impulsowego. Główną specyfiką takiego przedsięwzięcia jest to, że dławik jest wykonywany indywidualnie dla każdego pojedynczego urządzenia, a także może być regulowany w czasie w miarę degradacji podzespołów elektronicznych lub zmiany progu mocy..

Do wykonania dławika nie potrzebujesz niczego: izolowanego miedzianego przewodu o przekroju do 20 mm² i rdzeń, korzystnie ferryt. Jako obwód magnetyczny optymalny jest pierścień ferrytowy lub zbrojony rdzeń transformatora. Jeśli rdzeń magnetyczny jest wykonany z blachy stalowej, należy go przewiercić w dwóch miejscach z wcięciem około 20-25 mm i pociągnąć razem za pomocą nitów, aby można było bez problemu wyciąć szczelinę.

Ssanie zaczyna działać, zaczynając od jednego pełnego obrotu, ale rzeczywisty efekt jest widoczny już od 4-5 obrotów. Podczas testowania należy dodawać zwoje, aż łuk zacznie się znacznie rozciągać, zapobiegając rozdzielaniu. Kiedy gotowanie z separacją staje się trudne, należy zrzucić jeden obrót z cewki i podłączyć żarówkę 24 V równolegle do dławika.

Dokładne dostrojenie przepustnicy odbywa się za pomocą zacisku śrubowego hydraulicznego, który może zmniejszyć szczelinę w rdzeniu, lub drewnianego klina, który może zwiększyć tę szczelinę. Konieczne jest zapewnienie, aby spalanie lampy podczas zapalania łuku było jak najjaśniejsze. Zaleca się wykonanie kilku dławików do pracy w zakresach do 100 A, od 100 do 200 A i powyżej 200 A.

Wniosek

Wszystkie „nasadki”, takie jak dławik lub amperomierz, najlepiej montować za pomocą osobnej końcówki, która jest podłączana do szczeliny dowolnego przewodu spawalniczego za pomocą zatyczki bagnetowej. Dzięki temu wewnątrz obudowy falownika będzie wystarczająco dużo miejsca na wentylację, a dodatkowe urządzenia można łatwo odłączyć jako zbędne..

Należy pamiętać, że radykalnej, głębokiej modernizacji nie da się przeprowadzić, innymi słowy, „RESANTU” nie da się zmienić w KEMPPI rozsądnymi siłami i środkami. Jednak produkcja osprzętu i drobne modyfikacje sprzętu to świetny sposób na lepsze poznanie technologii spawania łukowego i wejście w profesjonalne subtelności..

Powiązane Wpisy:

1. Przegląd falowników do domu i ogrodu Treść artykułu Dlaczego falownik Szybcy i wściekli 161 ARC 160 PFC FUBAG IR 160 W tym artykule rozważymy cechy trzech inwerterów, które różnią się od siebie, o maksymalnym prądzie roboczym 160...
2. Samodzielna naprawa zamków do drzwi Treść artykułu Ogólne urządzenie mechanicznego zamka drzwi Dlaczego zamki pękają w drzwiach wewnętrznych Problemy z skrzydłem drzwi lub łupem Mechanizm blokujący zakurzony lub zardzewiały Zużyte lub połamane wewnętrzne elementy zamka Zamek...
3. Samodzielna naprawa śrubokręta: wymiana przycisku zasilania Z tego artykułu dowiesz się, jak samodzielnie zdiagnozować wadliwe działanie wkrętarki akumulatorowej i, jeśli to konieczne, wymienić przycisk zasilania. Prace wykonano na przykładzie wkrętarki Stern Austria CD03-168 z akumulatorem o napięciu...
4. Samodzielna naprawa stabilizatora napięcia Treść artykułu O budowie wewnętrznej i rodzajach stabilizatorów Typowe usterki urządzeń przekaźnikowych Zepsute stabilizatory serwa Typowe problemy urządzeń elektronicznych Ogólne zalecenia Dzisiaj rozważymy listę podstawowych usterek różnych typów stabilizatorów napięcia wraz...