Inversor de soldadura casero a partir de piezas de circuito disponibles. Máquina de soldar inversor casera a partir de partes de televisores viejos.
El tipo inversor se utiliza en el taller y en equipos móviles. Se distingue por su bajo peso y dimensiones, soldadura de alta calidad. También sería una buena idea que un artesano del hogar tuviera su propio dispositivo, cuya compra a menudo resulta inasequible. En este caso, puede montar un inversor de soldadura con sus propias manos. Incluso el circuito más simple le permitirá trabajar con electrodos con un diámetro de 3 a 4 mm y utilizar el dispositivo para sus necesidades personales. Según la descripción, solo necesita alimentación de una red doméstica de 220 V.
Figura 5 — Diagrama de una máquina de soldar inversor
La tensión de entrada se rectifica dentro del inversor. Luego, el voltaje convertido se transforma en corriente alterna de alta frecuencia mediante interruptores de transistores. A continuación, la corriente alterna se rectifica en corriente continua.
La instalación de transistores clave de alta potencia y un puente de diodos reduce las dimensiones del transformador. La salida produce una corriente de alta frecuencia de 30 a 90 kHz. El rectificador de diodos produce un voltaje constante en la salida. Se convierte en corriente continua mediante un filtro de varios condensadores grandes, que es necesario para suavizar la ondulación.
El puente de diodos y el filtro representan la fuente de alimentación del inversor. En la entrada hay transistores clave que proporcionan energía al transformador de impulsos. Detrás de él está conectado un rectificador de alta frecuencia que suministra corriente continua de alta frecuencia.
El esquema se considera simple y accesible para su implementación independiente.
Lista de materiales y herramientas necesarios.
La soldadura inversora de bricolaje consumirá 32 A y, después de la conversión, producirá una corriente de 250 A, lo que garantizará una costura duradera y de alta calidad. Para completar la tarea necesitará los siguientes componentes:
- transformador con núcleo de ferrita para la sección de potencia;
- láminas de cobre para devanados;
- alambre PEV;
- láminas de acero para la carrocería o caja terminada;
- material aislante;
- textolita;
- ventiladores y radiadores;
- condensadores, resistencias, transistores y diodos;
- controlador PIN;
- botones e interruptores del panel frontal;
- cables para conectar nodos;
- Cables de alimentación de gran sección.
Se recomienda comprar una abrazadera de tierra y un soporte en una tienda de herramientas especializada. Algunos artesanos fabrican un soporte con alambre de acero con una sección transversal de 6 mm. Antes de comenzar a ensamblar su inversor de soldadura, se recomienda ver el video de capacitación, estudiar las instrucciones paso a paso e imprimir el diagrama. Las herramientas que necesita preparar son un soldador, unos alicates, un cuchillo, un juego de destornilladores y sujetadores.
Esquemas simples de soldadura inversora.
El primer paso para fabricar un inversor de soldadura es elegir un circuito que funcione correctamente. Hay varias opciones que requieren un estudio detallado.
La máquina de soldar más sencilla:
Diagrama esquemático del inversor de soldadura:
Proceso de montaje paso a paso.
Los componentes de un inversor de soldadura casero se montan sobre una base formada por una placa getinax de 5 mm de espesor. En el centro se hace un agujero redondo para el ventilador. Luego se valla con rejas. Los LED, interruptores de palanca y perillas de resistencia se encuentran en el panel frontal de la caja. Los cables deben colocarse con un espacio de aire. En el futuro, la carcasa deberá cubrirse con una carcasa hecha de láminas de textolita o plástico vinílico con un espesor de al menos 4 mm. Se instala un botón en el lugar donde está conectado el electrodo. Éste y el cable de conexión están cuidadosamente aislados.
El transformador rebobinado se coloca en el panel. Para la fijación necesitará soportes hechos de alambre de cobre con un diámetro de al menos 3 mm. Debajo de las placas se utiliza PCB recubierta de lámina con un espesor de 1 mm. Se hacen pequeñas ranuras en cada uno para reducir la carga en los terminales de diodo. Las placas están sujetas a los terminales de los transistores. La secuencia y corrección del montaje se compara con el diagrama de un inversor casero.
Los condensadores, alrededor de 14, están soldados a la placa. Llevarán las emisiones del transformador al circuito de potencia. Los amortiguadores incorporados que contienen condensadores C15 y C16 ayudarán a neutralizar las sobretensiones de corriente resonantes del transformador. Los amortiguadores eligen fabricantes confiables y de buena calidad, porque desempeñan un papel muy importante en el inversor. Deberían reducir las sobretensiones resonantes y las pérdidas de IGBT en el momento del apagado. Los dispositivos absorben toda la energía, lo que reduce varias veces la generación de calor. Los mejores fueron reconocidos los modelos SVV-81 y K78-2.
Los radiadores de unidades de sistemas informáticos como Pentium 4 y Athlon 64 son muy adecuados para enfriar y proteger contra el sobrecalentamiento.
Carcasa del inversor de soldadura
Se necesitará un estuche para acomodar de manera compacta todos los componentes. Su ancho debe acomodar libremente el transformador. Otro 70% del espacio está reservado para todo lo demás. Debe haber puentes para instalar las placas.
La carcasa protectora superior se puede doblar a partir de una lámina de 0,5 a 1 mm, soldar o fabricar a partir de varias placas. Realice orificios de ventilación en las láminas que cubren las paredes laterales. El estuche debe tener un asa para su transporte.
El diseño debe ser fácil de desmontar. En el panel frontal, se hacen ranuras para instalar el botón de encendido, interruptores de corriente, controlador PWM, luces indicadoras y conectores.
Como revestimiento decorativo es adecuada la pintura normal o martillada en colores rojo, azul y naranja.
Dónde conseguir la fuente de alimentación y cómo conectarla.
La fuente de alimentación para un inversor de soldadura se puede realizar a partir de una fuente de alimentación ininterrumpida. Todo lo que necesita es un transformador y una carcasa del UPS sin el resto del relleno. La entrada será un devanado de alta resistencia y un enchufe "nativo" al final de la carcasa. Después de aplicar un voltaje de 220 V, necesita encontrar un par con una diferencia de potencial de 15 V. Estos cables se convertirán en la salida de la fuente de alimentación. Aquí también deberá instalar un puente de diodos al que se conectarán los consumidores. El voltaje de salida será de aproximadamente 15 V, que caerá bajo carga. Entonces el voltaje deberá seleccionarse experimentalmente.
Una fuente de alimentación conmutada le permite reducir el tamaño y el peso del transformador y ahorrar materiales. Los potentes transistores de voltaje constante instalados en el circuito inversor proporcionan conmutación de 50 a 80 kHz. Utilizando un grupo de diodos potentes (puente de diodos), se obtiene un voltaje pulsante constante en la salida. Tras la conversión, el filtro del condensador produce una tensión continua de más de 220 V. Un módulo de filtros y un puente rectificador forman la fuente de alimentación. La fuente de alimentación alimenta el circuito inversor. Los transistores están conectados a un transformador reductor de tipo pulso con una frecuencia de funcionamiento de 50 a 90 kHz. La potencia del transformador es la misma que la de una máquina de soldar eléctrica. A la salida del transformador, la corriente de alta frecuencia alimenta el rectificador, que produce corriente continua de alta frecuencia.
Puede hacer un transformador utilizando núcleos tipo E42 de un monitor de lámpara antiguo. Necesitará 5 de estos dispositivos. Uno irá a por el acelerador. Para el resto de elementos se necesitan núcleos de 2000 NM. El voltaje del circuito abierto será de 36 V con una longitud de arco de 4 a 5 mm. Se recomienda meter los cables de salida en tubos o anillos de ferrita.
Circuito inversor de soldadura resonante:
Puente de diodos
El “puente sesgado” de diodos está diseñado para transformar CA en CC en la fuente de alimentación. La elección correcta de resistencias mantendrá un voltaje de 20-25 V entre el transformador y el relé. Durante el funcionamiento, el conjunto se calienta mucho, por lo que se monta en radiadores de computadora. Necesitará 2 de ellos para los elementos superior e inferior. El superior se coloca sobre una junta de mica y el inferior sobre pasta térmica.
Los cables de salida se dejan con una longitud de 15 cm, durante la instalación el puente se separa mediante una chapa de acero fijada al cuerpo.
Bobinando el transformador
El transformador es la parte de potencia del inversor, responsable de bajar el voltaje al valor operativo y aumentar la corriente al nivel de fusión del metal. Para fabricarlo, utilice placas estándar de un tamaño adecuado o corte un marco de láminas de metal. El diseño tiene dos devanados: primario y secundario.
El transformador está enrollado con una tira de lámina de cobre de 4 cm de ancho y 0,3 mm de espesor, porque el ancho y la pequeña sección transversal son importantes. De este modo se aprovechan de forma óptima las propiedades físicas del material. Es posible que el cable no resista el aumento de calor. El núcleo de un cable grueso no se utiliza en corrientes de alta frecuencia, lo que provoca el sobrecalentamiento del transformador. Un transformador de este tipo funcionará durante un máximo de 5 minutos. Aquí solo se necesita un conductor de gran sección transversal y espesor mínimo. Su superficie transmite bien la corriente y no se calienta.
La capa térmica será sustituida por papel de caja registradora. El papel Xerox también funcionará, pero es menos duradero y puede romperse al enrollarlo. Lo ideal es que el aislante sea una tela lacada, que se coloca al menos en una capa. Un buen aislamiento es la clave para el alto voltaje. La longitud de la tira debe ser suficiente para cubrir el perímetro y extenderse de 2 a 3 cm. Para aumentar la seguridad eléctrica, se colocan placas de PCB entre los devanados.
El devanado secundario del transformador está formado por 3 tiras de cobre separadas entre sí por una placa fluoroplástica. Encima hay otra capa de cinta térmica.
La cinta de caja registradora como aislante tiene un inconveniente: se oscurece cuando se calienta. Pero no se rasga y conserva sus propiedades.
Es posible reemplazar la lámina de cobre con alambre PEV. Su ventaja es que es multinúcleo. Esta solución es peor que usar tiras de cobre, porque el haz de cables tiene espacios de aire y tienen poco contacto entre sí. El área transversal total es menor y la transferencia de calor se ralentiza. El diseño de un inversor con PEV consta de 4 devanados. El primario consta de 100 vueltas de cable PEV con un diámetro no superior a 0,7 mm. Tres secundarios tienen 15+15+20 vueltas, respectivamente.
Conexión de la unidad inversora
La producción de un inversor resonante se realiza a partir de piezas de un monitor o televisor antiguo. Se utiliza una fuente de alimentación de computadora, su enfriador y radiadores.
Para proteger los transistores, se utilizan diodos Zener KS-213. Los transistores de potencia de tipo frecuencia deben ubicarse al lado del transformador para suprimir interferencias e interferencias.
Las pistas en una placa de textolita de 4 a 6 mm de espesor para el puente de alimentación deberán ampliarse, teniendo en cuenta el hecho de que fluyen corrientes de aproximadamente 30 A. La sección transversal mínima del cable de alimentación debe ser de al menos 3 mm². Los diodos de potencia en la salida están protegidos por un circuito RC.
Diseño y conexión del sistema de refrigeración.
Para garantizar una buena refrigeración de las unidades de trabajo, es necesario prever un número suficiente de orificios de ventilación en la carcasa. Se colocan en paredes opuestas. Como ventilador se utiliza un refrigerador de 220 V de una computadora vieja con 0,15 A o más.
Está orientado para extraer aire caliente. La entrada de aire frío la proporcionarán los agujeros.
El ventilador está ubicado lo más cerca posible del transformador. El segundo ventilador debe soplar sobre el radiador con diodos rectificadores. El funcionamiento de un inversor de soldadura está asociado con una mayor generación de calor, por lo que es necesario utilizar al menos dos ventiladores.
Es recomendable instalar un sensor de temperatura en el elemento más caliente. Si se sobrecalienta, cortará la alimentación del propio inversor.
Mecanismo de prevención de pegado de electrodos.
Cuando trabajan con electrodos, los soldadores encuentran problemas al encender el arco y pegar los electrodos. Los electrodos se calientan, consumen más energía, los cables se sobrecalientan por la carga y dañan las máquinas. El transformador zumba, las varillas se doblan y el revestimiento se cae, pero el proceso no continúa.
Un mecanismo automático de prevención de adherencia ayudará a resolver el problema y salvará el inversor de soldadura. El módulo ensamblado según el circuito está integrado en los devanados primario y secundario. El dispositivo simplificará el trabajo, el arco será más fácil de encender y no habrá sobrecargas en la red.
Esquema básico
El principio de funcionamiento del circuito es el siguiente. El devanado secundario del transformador de soldadura está conectado a un rectificador de CA y un estabilizador de voltaje. La salida está conectada a un relé de baja corriente RES-10 para cortocircuito. Un condensador cerámico C3 está conectado en serie. Se selecciona según la potencia del transformador, con una capacidad de 2 a 10 μF y un voltaje superior a 400 V. Funciona como una resistencia reactiva.
Después de aplicar energía al capacitor, aparece un voltaje alterno en el devanado secundario. Luego se activa el relé P2, abriendo el relé de potencia P1 con un voltaje de 220 V. En paralelo, se conecta al devanado un condensador C4 con una característica de 20-25 A. Sus contactos se cortocircuitan con C3 y el transformador se enciende encendido en modo normal.
Con un arco estable en el devanado secundario, el voltaje permanece en el rango de 35 a 45 V. Esto es suficiente para el relé P2. Durante un cortocircuito, la corriente alterna desaparece en el devanado secundario. Como resultado, P2 se desactiva y apaga el relé P1. El devanado primario se alimenta únicamente a través del condensador C3, que cierra la tensión de red. Una pequeña corriente de 150 a 200 mA es segura para la red. Los electrodos no se pegan, y si esto sucede, se separan fácilmente. Una vez estabilizada la situación, se activa el relé y el transformador se pone en modo de funcionamiento.
Todo está bien, pero cuando hay un cortocircuito se escuchan chasquidos. Este problema se puede evitar encendiendo los tiristores en el modo clave según el diagrama siguiente.
El condensador reemplaza con éxito una lámpara incandescente de 100 a 300 W. Si hay un cortocircuito, parpadeará.
Diagnóstico previo al lanzamiento del dispositivo.
El diagnóstico y la preparación de un inversor de soldadura para su funcionamiento no es un proceso menos importante que el propio montaje.
El inversor se alimenta con 15 V y está conectado a la placa PWM. Al mismo tiempo, se suministra energía al convector, lo que reducirá el calentamiento del dispositivo y reducirá el ruido.
Después de cargar los condensadores, se conecta un relé, que es necesario para cerrar la resistencia. Esto reduce las sobretensiones cuando se enciende el inversor.
Conectar el inversor a una red de 220 V sin pasar por la resistencia puede provocar una explosión.
Ahora necesita verificar el funcionamiento del relé de cierre de la resistencia después de aplicar corriente al PWM. Los pulsos en la placa se diagnostican unos segundos después de que se activa el relé. Para comprobar la capacidad de servicio y operatividad del puente, se le suministra alimentación de 15 V. La velocidad de ralentí y la intensidad de la corriente se establecen por encima de 100 mA.
La correcta instalación de las fases del transformador se controla con un osciloscopio de 2 haces. La alimentación del puente se enciende primero desde los condensadores utilizando una lámpara de 200 W a 220 V. La frecuencia PWM se establece en 55 kHz. Debe controlar con un osciloscopio que el voltaje no supere los 330 V.
La frecuencia del inversor de soldadura ensamblado está determinada por una disminución suave en la frecuencia PWM hasta que aparece un ligero giro en el interruptor IGBT inferior. El indicador resultante se divide por dos y al resultado se le suma la frecuencia de saciedad. El número final será la oscilación de la frecuencia de funcionamiento del transformador.
El consumo del puente debe estar dentro de los 150 mA. La luz de la lámpara es tenue. La luz intensa indica una avería en el devanado o un error en el diseño del puente. El transformador no debe tener efectos de sonido o ruido. Si aparecen comprobar la polaridad. La potencia de prueba se conecta al puente mediante un electrodoméstico, como una tetera, a 2,2 W.
Los conductores que salen del PWM se acortan, se retuercen y se colocan más lejos de fuentes de interferencia. La corriente del inversor aumenta gradualmente a través de la resistencia. La tecla inferior, según las lecturas del osciloscopio, debe permanecer dentro de los 500 V. El indicador estándar es 340 V. La aparición de ruido puede dañar el IGBT.
La soldadura de prueba comienza a los 10 s. Después de esto, se revisan los radiadores. Si no están frías, prolongar la soldadura a 20 s. Luego puedes cocinar por 1 minuto o más.
El transformador se sobrecalienta después de usar de 2 a 4 electrodos. El ventilador tarda 2 minutos en enfriarse, después de lo cual continúa el funcionamiento.
Las características de la mayoría de los inversores económicos no pueden considerarse sobresalientes, pero al mismo tiempo, pocos rechazarán el placer de utilizar equipos con un margen de confiabilidad significativo. Mientras tanto, hay muchas maneras de mejorar un inversor de soldadura económico.
Circuito típico y principio de funcionamiento del inversor.
Cuanto más caro es el inversor de soldadura, más unidades auxiliares en su circuito participan en la implementación de funciones especiales. Pero el circuito convertidor de potencia en sí permanece prácticamente sin cambios incluso con equipos costosos. Las etapas de transformación de la corriente eléctrica de la red en corriente de soldadura son bastante fáciles de rastrear: en cada uno de los nodos principales del circuito tiene lugar una determinada parte del proceso general.
Desde el cable de red, a través de un interruptor de protección, se suministra voltaje a un puente de diodos rectificadores acoplado a filtros de alta capacidad. En el diagrama, esta área es fácil de notar; aquí se encuentran "bancos" de condensadores electrolíticos de tamaños impresionantes. El rectificador tiene una tarea: "girar" la parte negativa de la onda sinusoidal simétricamente hacia arriba, mientras los condensadores suavizan las ondulaciones, llevando la dirección de la corriente casi a una "constante" pura.
Esquema de funcionamiento del inversor de soldadura.
El siguiente en el diagrama es el propio inversor. Esta parte también es fácil de identificar, aquí se encuentra el radiador de aluminio más grande. El inversor está construido sobre varios transistores de efecto de campo de alta frecuencia o transistores IGBT. Muy a menudo, varios elementos de potencia se combinan en una carcasa común. El inversor vuelve a convertir la corriente continua en corriente alterna, pero al mismo tiempo su frecuencia es significativamente mayor: alrededor de 50 kHz. Esta cadena de transformaciones permite utilizar un transformador de alta frecuencia, varias veces más pequeño y ligero que uno convencional.
El rectificador de salida elimina el voltaje del transformador reductor, porque queremos soldar con corriente continua. Gracias al filtro de salida, la naturaleza de la corriente cambia de una corriente pulsante de alta frecuencia a una línea casi recta. Naturalmente, en la cadena de transformaciones considerada hay muchos eslabones intermedios: sensores, circuitos de control y control, pero su consideración va mucho más allá del alcance de la electrónica de radioaficionados.
Diseño del inversor de soldadura: 1 - condensadores de filtro; 2 - rectificador (conjunto de diodos); 3 - transistores IGBT; 4 - ventilador; 5 - transformador reductor; 6 — tablero de control; 7 — radiadores; 8 - acelerador
Unidades aptas para modernización.
El parámetro más importante de cualquier máquina de soldar es la característica corriente-voltaje (CVC), que garantiza una combustión estable del arco en diferentes longitudes de arco. La característica correcta de corriente-voltaje se crea mediante el control por microprocesador: el pequeño "cerebro" del inversor cambia el modo de funcionamiento de los interruptores de alimentación sobre la marcha y ajusta instantáneamente los parámetros de la corriente de soldadura. Desafortunadamente, es imposible reprogramar un inversor económico de ninguna manera: los microcircuitos de control que contiene son analógicos y el reemplazo por electrónica digital requiere un conocimiento extraordinario del diseño de circuitos.
Sin embargo, las "habilidades" del circuito de control son suficientes para nivelar la "torcerza" de un soldador novato que aún no ha aprendido a mantener el arco de manera estable. Es mucho más correcto centrarse en eliminar algunas enfermedades "infantiles", la primera de las cuales es el sobrecalentamiento grave de los componentes electrónicos, que provoca la degradación y destrucción de los interruptores de alimentación.
El segundo problema es el uso de radioelementos de dudosa fiabilidad. La eliminación de este inconveniente reduce en gran medida la probabilidad de averías después de 2 o 3 años de funcionamiento del dispositivo. Finalmente, incluso un ingeniero de radio novato será capaz de implementar una indicación de la corriente de soldadura real para poder trabajar con marcas especiales de electrodos, así como realizar una serie de otras mejoras menores.
Disipación de calor mejorada
El primer inconveniente que afecta a la gran mayoría de los dispositivos inversores económicos es un sistema deficiente de eliminación de calor de los interruptores de alimentación y los diodos rectificadores. Es mejor comenzar a mejorar en esta dirección aumentando la intensidad del flujo de aire forzado. Como regla general, los ventiladores de caja se instalan en máquinas de soldar, alimentadas por circuitos de servicio de 12 V. En los modelos "compactos", la refrigeración por aire forzado puede estar completamente ausente, lo que ciertamente es una tontería para los equipos eléctricos de esta clase.
Basta simplemente con aumentar el caudal de aire instalando varios de estos ventiladores en serie. El problema es que lo más probable es que sea necesario quitar el refrigerador "original". Para funcionar eficazmente en un montaje secuencial, los ventiladores deben tener idéntica forma y número de aspas, así como velocidad de rotación. Montar refrigeradores idénticos en una “pila” es extremadamente simple; simplemente apriételos con un par de pernos largos a lo largo de los orificios de las esquinas diametralmente opuestos. Además, no se preocupe por la potencia de la fuente de alimentación del servicio, como regla general, basta con instalar 3-4 ventiladores.
Si no hay suficiente espacio dentro de la carcasa del inversor para instalar ventiladores, puede conectar un "conducto" de alto rendimiento al exterior. Su instalación es más sencilla porque no requiere conexión a circuitos internos, la energía se retira de los terminales del botón de encendido. El ventilador, por supuesto, debe instalarse frente a las rejillas de ventilación, algunas de las cuales pueden recortarse para reducir la resistencia aerodinámica. La dirección óptima del flujo de aire es hacia el escape de la carcasa.
La segunda forma de mejorar la disipación del calor es sustituir los radiadores de aluminio estándar por otros más eficientes. Se debe seleccionar un radiador nuevo con la mayor cantidad de aletas lo más delgadas posible, es decir, con la mayor área de contacto con el aire. Lo óptimo es utilizar radiadores de refrigeración de la CPU de la computadora para estos fines. El proceso de sustitución de radiadores es bastante sencillo, basta con seguir algunas reglas sencillas:
- Si el radiador estándar está aislado de las bridas de los elementos de radio con juntas de mica o goma, es necesario conservarlas al sustituirlas.
- Para mejorar el contacto térmico, es necesario utilizar pasta térmica de silicona.
- Si es necesario recortar el radiador para que encaje en la carcasa, las aletas cortadas deben procesarse cuidadosamente con una lima para eliminar todas las rebabas; de lo contrario, se acumulará abundante polvo en ellas.
- El radiador debe presionarse firmemente contra los microcircuitos, por lo que primero debe marcar y perforar orificios de montaje, es posible que deba cortar una rosca en el cuerpo de la base de aluminio.
Además, observamos que no tiene sentido cambiar los disipadores de calor de las teclas individuales, solo se reemplazan los disipadores de calor de los circuitos integrados o varios transistores de alta potencia instalados en fila.
Indicación de corriente de soldadura
Incluso si se instala un indicador de configuración de corriente digital en el inversor, no muestra su valor real, sino un cierto valor de servicio, escalado para visualización visual. La desviación del valor actual real puede ser de hasta un 10%, lo cual es inaceptable cuando se utilizan marcas especiales de electrodos y se trabaja con piezas delgadas. Puede obtener el valor real de la corriente de soldadura instalando un amperímetro.
Un amperímetro digital del tipo SM3D costará alrededor de mil rublos e incluso se puede integrar cuidadosamente en la carcasa del inversor. El principal problema es que medir corrientes tan altas requiere una conexión en derivación. Su costo está en el rango de 500 a 700 rublos para corrientes de 200 a 300 A. Tenga en cuenta que el tipo de derivación debe cumplir con las recomendaciones del fabricante del amperímetro, por regla general, se trata de insertos de 75 mV con una resistencia intrínseca de unos 250 μOhm para un límite de medición de 300 A.
La derivación se puede instalar en el terminal positivo o negativo desde el interior de la carcasa. Normalmente, el tamaño del bus de conexión es suficiente para conectar un inserto de unos 12-14 cm de largo. La derivación no se puede doblar, por lo que si la longitud del bus de conexión no es suficiente, se debe reemplazar con una placa de cobre, un cable flexible de cable unifilar limpio o de un trozo de conductor de soldadura.
El amperímetro está conectado con salidas de medición a los terminales opuestos de la derivación. Además, para que el dispositivo digital funcione, es necesario suministrar un voltaje de suministro en el rango de 5-20 V. Puede retirarse de los cables de conexión del ventilador o encontrarse en la placa en puntos con potencial para alimentar chips de control. El consumo propio del amperímetro es insignificante.
Ciclo de trabajo creciente
La duración del tiempo de funcionamiento en el contexto de los inversores de soldadura se denomina más bien duración de la carga. Esta es la parte del intervalo de diez minutos en la que el inversor realiza trabajo directamente; el tiempo restante debe estar inactivo y enfriado.
Para la mayoría de los inversores económicos, el valor fotovoltaico real es del 40-45 % a 20 °C. Reemplazar los radiadores y un dispositivo de flujo de aire intensivo puede aumentar esta cifra al 50-60%, pero está lejos del techo. Se puede lograr una PN de alrededor del 70-75% reemplazando algunos radioelementos:
- Los condensadores de las llaves del inversor deben sustituirse por elementos de la misma capacidad y tipo, pero diseñados para un voltaje superior (600-700 V);
- Los diodos y resistencias del arnés de llaves deben reemplazarse por elementos con mayor disipación de potencia.
- Los diodos rectificadores (válvulas), así como los transistores MOSFET o IGBT, se pueden reemplazar por otros similares, pero más confiables.
Vale la pena hablar de reemplazar los interruptores de alimentación por separado. Primero, debes reescribir las marcas en el cuerpo del elemento y encontrar una hoja de datos detallada para un elemento específico. Según los datos del pasaporte, elegir un elemento a reemplazar es bastante simple; los parámetros clave son los límites del rango de frecuencia, el voltaje de funcionamiento, la presencia de un diodo incorporado, el tipo de carcasa y el límite de corriente a 100 ° C. Es mejor calcular este último usted mismo (para el lado de alto voltaje, teniendo en cuenta las pérdidas en el transformador) y comprar radioelementos con una reserva de corriente máxima de aproximadamente el 20%. De los fabricantes de este tipo de electrónica, los más fiables son International Rectifier (IR) o STMicroelectronics. A pesar del precio bastante elevado, se recomienda encarecidamente adquirir piezas de estas marcas.
Bobinando el estrangulador de salida
Una de las adiciones más simples y al mismo tiempo más útiles al inversor de soldadura será el devanado de una bobina inductiva que suaviza las ondulaciones de CC que inevitablemente quedan durante el funcionamiento del transformador de impulsos. La principal especificidad de esta idea es que el estrangulador se fabrica individualmente para cada dispositivo individual y también se puede ajustar con el tiempo a medida que se degradan los componentes electrónicos o cuando cambia el umbral de potencia.
Para fabricar un estrangulador no necesitarás nada en absoluto: un conductor de cobre aislado con una sección de hasta 20 mm 2 y un núcleo, preferiblemente de ferrita. Como núcleo magnético es ideal un anillo de ferrita o un núcleo de transformador blindado. Si el núcleo magnético es de chapa de acero, es necesario perforarlo en dos lugares con una muesca de unos 20-25 mm y apretarlo con remaches para poder cortar el hueco sin problemas.
El estrangulador comienza a funcionar a partir de una vuelta completa, pero el resultado real es visible a partir de 4-5 vueltas. Durante la prueba, se deben agregar vueltas hasta que el arco comience a estirarse notablemente, evitando la separación. Cuando resulte difícil cocinar con separación, es necesario quitar una vuelta de la bobina y conectar una lámpara incandescente de 24 V en paralelo con el estrangulador.
El ajuste fino del acelerador se realiza utilizando una abrazadera de tornillo de plomero, que se puede usar para reducir el espacio en el núcleo, o una cuña de madera, que se puede usar para aumentar este espacio. Es necesario asegurarse de que la lámpara brille lo más brillante posible al encender el arco. Se recomienda fabricar varias bobinas para operar en rangos de hasta 100 A, de 100 a 200 A y más de 200 A.
Conclusión
Es mejor montar todos los complementos "montados", como un estrangulador o un amperímetro, con un accesorio separado, que se conecta al espacio de cualquiera de los conductores de soldadura mediante un enchufe tipo bayoneta. De esta manera, quedará suficiente espacio para la ventilación dentro de la carcasa del inversor y los dispositivos adicionales se podrán apagar fácilmente cuando no sean necesarios.
Hay que recordar que no será posible llevar a cabo una modernización radical y profunda; en otras palabras, "RESANTA" no puede convertirse en KEMPPI por fuerzas y medios razonables. Sin embargo, realizar accesorios y modificaciones menores en el equipo es una excelente manera de aprender mejor la tecnología de soldadura por arco y comprender las complejidades profesionales.
La limpieza requiere ciertas herramientas. Los trabajos de soldadura se realizan mediante un inversor, que tiene una gran demanda en la vida cotidiana. Hacer un inversor de soldadura con sus propias manos no requerirá mucha dificultad ni inversión económica, basta con tener un poco de conocimiento de ingeniería eléctrica y leer dibujos. Un inversor de alta calidad en el mercado cuesta mucho dinero y es posible que los análogos más asequibles no cumplan con los parámetros requeridos.
Características de un inversor casero y materiales para su montaje.
Para que el dispositivo funcione de forma eficaz, es necesario utilizar materiales de alta calidad. Algunas piezas se pueden utilizar de fuentes de alimentación antiguas o se pueden encontrar en sitios de desmontaje de componentes de radio. Principales características técnicas del dispositivo:
- El consumo de voltaje es de 220 Voltios.
- La corriente de entrada es de al menos 32 amperios.
- La corriente producida por el dispositivo es de 250 A.
El circuito básico de un inversor de soldadura consta de una fuente de alimentación, bobinas de choque y una unidad de potencia. Para fabricar el dispositivo necesitarás herramientas y piezas:
- Un juego de destornilladores para el desmontaje y posterior montaje.
- Es necesario un soldador para conectar elementos electrónicos.
- Un cuchillo y una hoja de metal para dar la forma correcta a la estructura.
- Una pieza de metal de 5-8 mm de espesor para formar el cuerpo.
- Tornillos autorroscantes o pernos con tuercas para fijación.
- Placas para circuitos electrónicos.
- Los productos de cobre en forma de alambres se utilizan para los devanados de los transformadores.
- Fibra de vidrio o textolita.
Un inversor de soldadura casero de tipo monofásico, hecho a mano, es popular en el uso doméstico. .
Un inversor de este tipo se alimenta desde una red doméstica de 220 V, hay casos en los que es necesario fabricar un dispositivo cuya alimentación proviene de una red trifásica de 380 V. Dichos dispositivos se caracterizan por una mayor eficiencia y potencia y se utilizan para trabajos en masa. .
¿Qué se necesita para montar un inversor?
La tarea principal del inversor de soldadura es convertir la corriente suficiente para su uso en la granja. El trabajo con el electrodo se realiza a una distancia de 1 cm para obtener una costura duradera. La fabricación de un inversor de soldadura casero se realiza según lo planificado, de acuerdo con el diagrama.
La fuente de alimentación se fabrica inicialmente, para sus componentes necesitarás:
- Un transformador que tiene un núcleo hecho de material de ferrita.
- Devanado del transformador con un número mínimo de vueltas: 100 unidades, sección transversal 0,3 mm.
- El devanado secundario consta de tres partes, la interior consta de 15 vueltas con una sección transversal de cable de 1 mm, la del medio con el mismo número de vueltas con una sección transversal de 0,2 mm, la capa exterior de 20 rizos con un diámetro de al menos 0,35 mm.
Un inversor casero debe fabricarse de acuerdo con las características requeridas. Para un funcionamiento estable y resistente a sobretensiones, los devanados se utilizan en todo el ancho del marco. Los alambres de aluminio no pueden proporcionar suficiente capacidad de arco y tienen una disipación de calor inestable. Se fabrica un dispositivo de alta calidad con una barra colectora de cobre.
Fabricación de transformador y choke.
La tarea principal del transformador es convertir el voltaje en una corriente de alta frecuencia con suficiente fuerza. Se pueden utilizar núcleos del modelo Ш20×208, en la cantidad de dos piezas. Puedes crear el espacio entre las piezas tú mismo usando papel normal. El devanado se hace con sus propias manos, con una tira de cobre de 40 mm de ancho, el espesor debe ser de al menos 0,2 mm. El aislamiento térmico se logra mediante cinta térmica para cajas registradoras, que demuestra buena resistencia al desgaste y solidez.
El uso de alambre de cobre al enrollar el núcleo es inaceptable, porque fuerza la corriente hacia la superficie del dispositivo. Para eliminar el exceso de calor se utiliza un ventilador o refrigerador de la fuente de alimentación de la computadora, así como un radiador.
La unidad inversora es responsable del rendimiento del arco eléctrico mediante el uso de transistores y bobinas de choque.
Gracias a esto, la corriente de salida se estabiliza; durante el proceso de soldadura inversor con sus propias manos, el dispositivo produce menos ruido.
Los condensadores conectados en serie son responsables de varias funciones:
- Se minimizan las emisiones resonantes.
- Pérdidas de amperios debido a las características de diseño de los transistores, que se abren mucho más rápido de lo que se cierran.
Los transformadores se calientan mucho debido al gran volumen de corriente que pasa. Para controlar la temperatura se utilizan radiadores y ventiladores. Cada elemento está montado sobre un radiador hecho de material disipador de calor; si es posible instalar un refrigerador potente, esto reducirá el tiempo de montaje y simplificará el diseño.
Diseño de máquina de soldar.
La base del dispositivo es la carcasa; es posible utilizar una unidad del sistema de una computadora de formato ATX; se recomienda buscar modelos más antiguos en los sitios de desmontaje, ya que el metal utilizado es más grueso y de mejor calidad. También es adecuado un recipiente de metal, en este caso es necesario cortar orificios para ventilación e instalar sujetadores adicionales.
Se utiliza material de ferrita para enrollar el transformador de alimentación con sus propias manos. El cable se enrolla en el núcleo en todo su ancho, esto mejorará el rendimiento del dispositivo y eliminará las caídas de voltaje. El alambre de cobre se utiliza en un inversor de soldadura casero, marca PEV-2, el devanado primario está aislado con fibra de vidrio.
La función de la unidad de potencia es reducir la corriente.
Los transformadores se instalan con un espacio y se coloca papel de periódico entre ellos. Los giros se enrollan con sus propias manos en varias capas del devanado primario, luego se aplica el devanado secundario en tres capas. Para proteger contra cortocircuitos, se utiliza una junta impermeable a la corriente.
Para evitar cortocircuitos, los conductores de alimentación se desvían en diferentes direcciones y se utiliza un ventilador para enfriar.
Cómo configurar el inversor
Montar un inversor de soldadura no requiere mucho esfuerzo si cuentas con las herramientas y materiales necesarios. Los costes de un producto hecho a mano son mínimos debido al uso de productos económicos.
Configurar el dispositivo para que funcione correctamente a menudo requiere ayuda profesional, pero puede hacerlo usted mismo si sigue los requisitos.
- El voltaje se suministra a la placa del inversor, primero al ventilador de refrigeración. Este enfoque evitará el sobrecalentamiento del sistema y fallas prematuras.
- Se asigna un corto tiempo para cargar los condensadores de potencia, después del cual la resistencia se cierra en el circuito. El relé se prueba en la salida de la resistencia, el voltaje debe corresponder a cero. Para el uso seguro del inversor es necesaria una resistencia limitadora de corriente; sin su uso, el dispositivo puede incendiarse.
- Un osciloscopio mide los pulsos de corriente entrantes al transformador; la relación debe ser del 66 al 44 por ciento.
- El proceso de soldadura con un inversor casero se verifica con un voltímetro conectado al optoacoplador en la salida de su amplificador.
- Al puente de salida se le suministra una tensión de 16 voltios; para ello se utiliza una fuente de alimentación adecuada. En ralentí, el consumo actual es de unos 100 mA.
La verificación se realiza en procesos de soldadura de corta duración. Al soldar por hasta 10 segundos, es necesario controlar la temperatura del inversor, si los transformadores no están muy calientes, es posible aumentar gradualmente el modo de funcionamiento.
El uso de un inversor de soldadura casero significa que el dispositivo fallará. Para diagnosticar, debe abrir la carcasa del dispositivo con sus propias manos y verificar el voltaje en la entrada. Un problema común es la falla del suministro de energía debido a una refrigeración insuficiente o al uso de materiales de mala calidad durante un funcionamiento prolongado. También debes inspeccionar visualmente las conexiones y comprobarlas con un multímetro. Si el sensor de temperatura o los fusibles fallan, se deben reemplazar por otros nuevos.
Ventajas y desventajas
Un dispositivo de fabricación propia se puede utilizar tanto en el hogar como en pequeñas industrias. A primera vista, el diseño consta de muchos elementos, el circuito parece difícil de implementar con tus propias manos. Siguiendo una secuencia de pasos y utilizando materiales de calidad, es posible lograr un rendimiento a largo plazo a bajo costo. Un simple inversor de soldadura es bastante caro en el mercado y no es de gran calidad.
Las desventajas son la corta vida útil de un inversor casero. Para grandes volúmenes, se recomienda hacer un dispositivo inversor trifásico con sus propias manos, pero es difícil encontrar una fuente de energía de este tipo.
En este material, puede ver un diagrama según el cual puede ensamblar un inversor de soldadura con sus propias manos. El valor del consumo máximo de corriente es de 32 A, la tensión de alimentación es de 220 V. El valor aproximado de la corriente de soldadura es de 250 A, esto permite soldar con un electrodo de 5. El arco tiene una longitud de 10 mm. La eficiencia de la fuente de energía no es inferior a la de los dispositivos comprados en la tienda y, a veces, incluso superior (estamos hablando de inversores).
Vista general (solo queda insertarlo en el cuerpo)
La figura 1 muestra el esquema según el cual se construye la fuente de alimentación en una máquina de soldar tipo inversor.
Arroz. 1 inversor de soldadura DIY, dispositivo de alimentación.
PCB inversor
PCB del controlador
El bobinado del transformador se realiza según las instrucciones siguientes:
El devanado secundario consta del mismo cable y está enrollado en 18 vueltas. La fuente de alimentación tiene un peso total de aproximadamente 350 g.
Placa de circuito limitador de longitud de arco
Arroz. 2 Inversor de soldadura, diagrama de circuito
La figura 2 muestra un diagrama esquemático de un inversor de soldadura.
El devanado primario del transformador de corriente representa la salida del primario del transformador de salida, pasado a través de un orificio en la placa y, al mismo tiempo, a través del núcleo del transformador de corriente.
La placa de circuito impreso ha sido probada y todo funciona bien.
Inversor de soldadura de bricolaje: 2 circuitos probados y en funcionamiento:
Es invierno y no quiero salir. Sin embargo, hasta -25 grados. Pero hace sol todos los días. Fresco. La casa es cálida y el sol entra por la ventana. Poco a poco comencé a coleccionar inversor de soldadura. Recolectar Inversor de soldadura de bricolaje He estado planeando durante mucho tiempo, pero no he tenido tiempo. En invierno hay más tiempo libre y, por tanto, más libertad para la creatividad. Los precios de los inversores de soldadura en las tiendas de la ciudad son muy buenos. Necesito un dispositivo sencillo para trabajos ocasionales en el campo. Existe la opción de comprar el dispositivo chino más barato, pero será mucho peor que un inversor casero por el mismo dinero. Sí, y me encanta coleccionar cosas con mis propias manos. Al principio quería hacer una soldadora de transformadores, pero no pude encontrar un circuito magnético gratuito para hacer un transformador y no quiero comprarlo en absoluto porque cuesta mucho y ¿cuánto vale realmente montarlo? ¿un soldador chatarra? No, eso no funcionará.
Eché un vistazo más de cerca a los inversores de soldadura modernos y, en realidad, no es tan complicado. El peso total de la estructura es más ligero. Y la carga de inversores en la ya "caída" red eléctrica del país es menor. Tomé como base el circuito de un inversor de soldadura del tipo puente resonante del Sr. Negulyaev, que popularmente se llamaba negligente.
Dos de sus libros “Soldar inversor es fácil” Y "La soldadura por inversor es solo la parte 2" en formato PDF se puede descargar fácilmente de Internet. Ingrese la consulta en un motor de búsqueda: "El inversor de soldadura es simplemente Negulyaev" o algo así.
Haga clic en el diagrama para verlo en tamaño completo.
No escribiré aquí lo mismo que ya puedes leer en los libros mencionados anteriormente. Por lo tanto, busque más detalles en el libro. En Internet, muchos expertos critican a Negulyaev y su invento. Básicamente, todo se reduce a lo que se puede hacer más fresco. No necesito nada más fresco. Por ejemplo, es mejor utilizar controladores modernos especiales para IGBT. Y no quiero pagar dinero extra por ellos. Entonces, ¿este inversor en sí no es resonante, sino cuasi-resonante, o tal vez todavía resonante? En cualquier caso, el plan funciona. Lo suficientemente confiable. Le permite eliminar 200 - 250 amperios.
Empecé a coleccionar. Hice una lista de piezas y fui de compras. Resultó que no todo es tan simple e incluso las tiendas de componentes de radio en San Petersburgo no tienen la mayoría de los repuestos necesarios. IGBT IRG4PC50UD En Mikronik no había transistores para el puente. Simitron lo tiene, pero sólo se vende a personas jurídicas. En Megaelectrónica también es malo y, en el mejor de los casos, solo por encargo. Chip and Dip lo tiene, pero como siempre con las mejores tradiciones de la tienda al triple del precio. Es la misma historia con los diodos de potencia de salida. 150EBU04 y especialmente con ferrito.
Pasé mucho tiempo buscando componentes en las tiendas. De los chinos (pedido online con envío gratuito) Además de tener todo lo necesario, también estoy satisfecho con el precio. Incluso cuando se realiza un pedido a vendedores con entrega paga, sigue funcionando mucho mas barato que tenemos en Internet o en una tienda real. Pensé por qué compraría componentes por encargo. Espere dos semanas para recibir estos pedidos. Luego ve y recógelos en diferentes lugares. Pagar demasiado. En China lo conseguiré todo mucho más barato (al menos lo que quería) y el paquete llegará casi a mis manos (la oficina de correos está a tres minutos andando de mi casa).
El paquete llegó bastante rápido. Todo estaba muy bien empaquetado y llegó sano y salvo. Mientras esperaba este paquete, soldé un generador con mis suministros antiguos. Esta parte del diagrama. 
Todo lo que quedaba era conectar el chip UC3825N a la cuna. Esto es lo que pasó.
Luego le di vuelta al acelerador Dr.3. para un multiplicador de voltaje, 15 vueltas de cable de montaje son preferiblemente 1 metro cuadrado. mm. sobre un anillo de ferrita 28x16x9 2000HM1. Enrollé uno casero hecho de dos husillos de bolas de 0,5 m2. mm. Se quitó el aislamiento de fábrica y se retorcieron. Luego se restableció el aislamiento de PVC con cinta aislante. Después del bobinado, se barniza el bobinado.
La fabricación del transformador Tr.3 llevó más tiempo, ya que el devanado se negó a encajar. Parece que el alambre se utilizó con un diámetro menor que el autor del libro que ya ha sido mencionado más de una vez.
Logramos enrollar 26 vueltas en un anillo de ferrita 28x16x9 2000HM1, lo cual es básicamente suficiente (se necesitan 25-30 vueltas). Utilicé lo que tenía a mano, es decir, un CQR de 6 hilos, quitando el aislamiento general.
Convenientemente, cada devanado tiene su propio color. Todavía recomiendo usar MGTF, su aislamiento es más confiable.
El condensador resonante se ensambló a partir de seis condensadores domésticos K78-2 de 0,15 μF / 1000 V. capacidad total 0,225 µF / 2000 V. 
Esta es una unidad crítica y no se puede esculpir a partir de cualquier cosa. La foto del capacitor compuesto muestra una resistencia de 150 KiloOhm; luego se agregó otra del mismo tipo. (Cada uno en paralelo con su propia línea de condensadores).
Un condensador de entrada de 5 µF y 450 V específicamente para corriente alterna no será de tamaño pequeño.
Tiene un práctico montaje con perno.
Se recomienda poner anillos de ferrita (aunque el libro no dice nada al respecto) en los terminales conectados a los diodos de salida D3 y D5 150EBU04 del transformador de salida Tr.1 para eliminar emisiones que pueden matar costosos enchufes (D3 y D5 150EBU04).
Además, en paralelo con ellos (D3 y D5 150EBU04), no estaría de más instalar transils (diodo protector) del tipo 1.5KE350CA.
Si de repente sucede que tus cabrones se queman, no te apresures a tirarlos. El caso es que el 150ebu04 es un diodo compuesto y consta de dos cristales paralelos de 75 amperios cada uno.
A menudo sucede que sólo uno de ellos se quema. Es necesario cortar el centro del terminal en el que se encuentran los dientes para soldar. Es necesario serrar hasta profundizar un milímetro en el propio cuerpo del componente. Como resultado, si tiene suerte, obtendrá un diodo de 75 amperios bastante potente.
El puente del inversor de soldadura en cuatro transistores IGBT IRG4PC50UD resultó así.
Los transistores están ubicados en el otro lado de la placa, a ellos se les conectará un radiador con refrigeración más fría (ventilador). Las vías están reforzadas adicionalmente con conductores de cobre de sección milimétrica.
Para la fabricación del transformador de potencia Tr.1 y el estrangulador resonante Dr.1 utilizo el núcleo de ferrita Epcos E65 No. 87 (análogo doméstico aproximado 20x28 2200HMC). Un núcleo por transformador y por inductor. La salida del inversor de soldadura consumirá 160 amperios.
Me llegó en un paquete en el mismo embalaje que en la foto.
Me encontré con el termostato por casualidad cuando fui a una tienda de equipos de gas. En el que vendían todo tipo de calderas de gas y sencillos calentadores de agua. También vendieron repuestos para este mismo equipo de gas. Veo que hay un termostato en la vitrina. KSD301, solo 90 grados como quería. La reserva actual es mucho más de lo que necesito. Si no me equivoco, cuesta 30 rublos cada uno, pero definitivamente no más.
Compré dos piezas. Pondré uno en un radiador con transistores IGBT IRG4PC50UD y el otro en un radiador con diodos de potencia de salida 150EBU04. Los propios termorrelés se pueden conectar a la rotura del cable a través del cual pasa la señal de control al relé de entrada de 12V 30A.
Ya tenía en stock un relé de entrada de 30A y 12V. Para aquellos que no lo tienen, para ahorrar dinero les aconsejo que lo compren en tiendas de coches nacionales. Allí, un relé con tales características costará un orden de magnitud más barato que en una tienda de componentes de radio. Por ejemplo, recientemente estuve en un taller de automóviles GAZ y vi un relé adecuado de fabricación rusa por solo 50 rublos.