Сварочный трансформатор своими руками: как рассчитать самодельный для дуговой и контактной сварки

Как сделать сварочный трансформатор своими руками. Как рассчитать, намотка. Самодельный аппарат дуговой или контактной сварки

Главная страница » Сварочное оборудование » Как сделать сварочный трансформатор своими руками. Как рассчитать, намотка. Самодельный аппарат дуговой или контактной сварки

Если у вас есть необходимый слесарный и электромонтажный инструмент (ниже мы о нём подробно расскажем), и вы имеете соответствующие профессиональные навыки, то вполне сможете изготовить сварочный трансформатор своими руками.

Расходы у вас, конечно, будут, но несравненно меньшие по сравнению с затратами на приобретение гаджета заводского изготовления. Зато, сколько вы получите удовольствия в процессе любимой работы по созданию самоделки. А восторг, в момент успешного начала электросварки, вообще, ни с чем ни сравним!

Мы в статье дадим вам массу полезных советов по выбору, расчёту и изготовлению сварочного трансформатора (далее – СТ), чем поможем оптимизировать расходы и сберечь бюджет.

Внешний вид самодельного сварочного трансформатора. Ист. http://autokuz.ru/kuzovnoy-remont/kak-sdelat-svarochnyj-apparat-svoimi-rukami.html.

В статье будет рассказано про два типа сварочных трансформаторов. Для сварок:

дуговой;
контактной.

Сварочный трансформатор своими руками: что нам понадобится
Самодельный сварочный трансформатор для дуговой сварки
- Как рассчитать сварочный трансформатор. Схема
- Намотка сварочного трансформатора и монтаж
- Видео
Контактная сварка своими руками из сварочного трансформатора
- Схема и расчёт
- Намотка и монтаж
- Видео
Рекомендации по эксплуатации
Выводы

Сварочный трансформатор своими руками: что нам понадобится

Ассортимент инструмента и оборудования для изготовления и сборки обоих типов СТ идентичен. Нам потребуется следующее:

индикатор электрического напряжения. Для контроля отсутствия последнего на электрических контактах, и обеспечения, тем самым, безопасности при выполнении электромонтажных работ;
УШМ (она же «болгарка», «вжик-машинка» и т. п.) с набором дисков (отрезных, шлифовальных и т. п.);
электродрель с набором свёрл по металлу и керном;
тестер или вольтметр переменного тока с пределом измерений 400 В;
любая «чертилка». Применяется при разметке по металлу;
слесарные струбцины. Для фиксации деталей при разметке «по месту»;
набор электрослесарного инструмента. Конкретный состав набора зависит от материалов, которые будут применяться при изготовлении СТ. В общем случае он таков:
- укомплектованный электропаяльник. Пайку будем выполнять припоем ПОС-40;
- отвёртки (разного размера с прямым и крестообразным шлицом);
- ключи:
  - гаечные;
  - накидные;
  - торцевые;
- пассатижи, бокорезы и т. д. с изолированными ручками;
набор напильников.

Для изготовления СТ необходимы комплектующие и материалы, отличающиеся между собой в зависимости от типа трансформатора. В общем случае необходимо следующее:

защитный кожух. Должен обеспечивать:
- защиту от поражения электрическим током;
- исключать возможность попадания каких-либо предметов во внутрь гаджета;
магнитопровод. Обеспечивает мощный электромагнитный поток, который индуцирует в обмотках электродвижущую силу (далее – ЭДС);
провод и проволока. Необходимы для монтажа обмоток;
каркасы катушек. На них наматываются обмотки;
контактные колодки. Мощная контактная колодка с зажимами для сварочных проводов, мелкие колодки – для электромонтажа схемы;
коммутаторы (переключатели). Осуществляют коммутацию секций обмоток при подборе величины сварочного тока;
материал для межвитковой изоляции. Уменьшает возможность электрического пробоя изоляции обмоток;
крепёжные изделия (болты, винты, гайки, шайбы и т. п.). Они необходимы для монтажа гаджета при осуществлении сборочных работ;
изоляционная лента (типа Х/Б).

Самодельный сварочный трансформатор для дуговой сварки

Прежде чем приступать к дальнейшей работе по изготовлению СТ, следует решить: что именно вы будете создавать. Вам необходимо:

выбрать конструкцию и электрическую принципиальную схему будущего устройства;
произвести электрический и, при необходимости, конструктивный расчёт его параметров.

Только после этого следует подбирать необходимую комплектацию, материалы и готовить, при необходимости,специальный инструмент.

Как рассчитать сварочный трансформатор. Схема

Вопрос, как рассчитать сварочный трансформатор самодельный, очень специфичен, так как он не соответствуют типовым схемам и общепринятым правилам. Дело в том, что при изготовлении самоделок параметры их компонентов «подгоняются» под уже имеющиеся в наличии комплектующие (в основном – под магнитопровод). Более того, часто случается, что:

трансформаторы собираются не из самого лучшего трансформаторного железа;
обмотки наматываются не самым подходящим проводом и много других отрицательных факторов.

В результате, самоделки греются и «гудят» (пластины сердечника вибрируют с частотой электросети: 50 Гц), но, при этом, «делают своё дело» – сваривают металл.

По форме сердечников различают трансформаторы следующих основных типов:

стержневой;
броневой.

Виды сердечника. Ист. http://v277.ru/svarka/65-svarochnyj-transformator.

Пояснения к рисунку:

а – броневой;
б – стержневой.

На стержневом сердечнике применяют схемы обмоток, приведённые на рисунке.

Пояснения к рисунку:

а – сетевая обмотка на двух сторонах сердечника;
б – соответствующая ей вторичная (сварочная) обмотка, включённая встречно-параллельно;
в – сетевая обмотка на одной стороне сердечника;
г – соответствующая ей вторичная обмотка, включенная последовательно.

Для примера выполним расчёт СТ собранного по схеме «в» – «г». Его вторичная обмотка состоит из двух равных частей (половинок). Они расположены на противоположных плечах магнитопровода, а между собой соединены последовательно. Расчёты заключаются в определении теоретических и выборе действительных размеров магнитопровода.

Определяемся с мощностью СТ (по величине тока во вторичной обмотке) из следующих соображений. Для электросварки в быту чаще всего используются покрытые электроды Ø, мм: 2, 3, 4. Выбираем «золотую середину» для самых ходовых – 120…130 А. Мощность СТ определяется по формуле:

P = Uх.х. × Iсв. × cos(φ) / η, где:

Uх.х. – напряжение холостого хода;
Iсв. – ток сварки;
φ – угол сдвига фаз между напряжением и током. Принимаем: cos(φ) = 0,8;
η – КПД. Для самодельных СТ: КПД = 0,7.

Для каждого сечения необходимо определить (по справочнику) количество витков первичной обмотки для обеспечения на выходе заданной мощности. Мы лишь заметим, что чем больше площадь сечения магнитопровода (S), тем меньше понадобится витков обеих катушек. Это существенный момент, т. к. большое количество витков может не поместиться в «окно» магнитопровода.

Намотка сварочного трансформатора и монтаж

Для первичной обмотки трансформатора применяется специальный термостойкий медный провод, имеющий хлопчатобумажную или стеклотканевую изоляцию.

С учётом выбранной выше мощности, электрический ток в первичной обмотке может достигать 25 А. Исходя из этих соображений, первичную обмотку СТ следует наматывать проводом, имеющим сечение ≥ 5…6 кв.мм. Это, кроме всего прочего, существенно увеличит надежность СТ.

Вторичная обмотка выполняется медной проволокой, сечение которой: 30…35 кв.мм. Особое внимание следует уделить выбору изоляции провода вторичной обмотки, так как по ней протекает большой сварочный ток. Она должна быть очень надёжной – особое внимание следует уделить теплостойкости.

При монтаже обмоток обратите внимание на следующее:

намотка производится в одном направлении;
между рядами обмоток прокладывается изолирующий слой дополнительной изоляции (рекомендуем – хлопчатобумажной).

Собранный СТ следует поместить в защитный кожух с отверстиями для вентиляции.

Видео

Посмотрите, как была реализована задача сборки аппарата:

Контактная сварка своими руками из сварочного трансформатора

Контактная сварка создаёт сварное соединение деталей за счет следующих одновременных воздействий на них:

нагрев области их соприкосновения проходящим через него электрическим током;
к зоне соединения прикладывается сжимающее усилие.

Существует три вида контактной сварки:

точечная;
стыковая;
шовная.

Мы расскажем про самодельный СТ для наиболее популярной: точечной контактной сварки (для двух других требуется очень сложное оборудование).

Точечная контактная сварка. Ист. http://moyasvarka.ru/process/kak-sdelat-kontaktnuyu-svarku-svoimi-rukami.html.

Пояснения к рисунку:
1 – электроды, подводящие сварочный ток с свариваемым изделиям;
2 – свариваемые изделия с нахлёсточным соединением;
3 – сварочный трансформатор.

Для осуществления контактной сварки, в зависимости от толщины и теплопроводности материалов свариваемых деталей, выбираются следующие значения её основных параметров:

электрическое напряжение в силовой (сварочной цепи), В: 1…10;
величина сварочного тока (амплитуда сварочного импульса), А: ≥ 1000;
время нагрева (прохождения импульса сварочного тока), сек: 0,01…3,0;

Кроме того, должны быть обеспечены:

незначительная зона расплавления;
значительное сжимающее усилие, прилагаемое к месту сварки.

Схема и расчёт

Расчет СТ контактной сварки выполняется по тому же алгоритму, что и для дуговой (смотри выше). При выборе данных из справочника (сила тока и напряжение вторичной обмотки для точечной сварки выбранной марки металла заданной толщины), следует учитывать, что сила тока вторичной обмотки для таких трансформаторов порядка 1000…5000 А. Вторичная обмотка рассчитана, как правило, на единицы вольт и представляет собой всего несколько витков (бывает, что, один) толстого провода. Поэтому, для регулировки сварочного тока рекомендуется следующая схема первичной обмотки трансформатора.

Схема обмоток трансформатора для контактной сварки. Ист. http://tutmet.ru/kontaktnaja-svarka-svoimi-rukami-shema-video.html.

Очень часто, в процессе эксплуатации самоделок, выясняется, что не хватает мощности СТ. В этом случае возможно подключение второго трансформатора в соответствии с предлагаемой схемой.

Схема соединения двух трансформаторов точечной сварки. Ист. http://tool-land.rusamodelnaya-tochechnaya-svarka.php.

Намотка и монтаж

Эти операции выполняются по тем же основным правилам и с соблюдением требований, что и для СТ дуговой сварки. С особой тщательность следует закрепить витки вторичной обмотки. Для этого можно использовать её выводы, пропустив их в термостойком изоляторе.

В качестве электродов применяются медные стержни.

Электрод для точечной сварки в зажиме. Ист. http://tool-land.rusamodelnaya-tochechnaya-svarka.php.

В процессе эксплуатации следите за состоянием расходных материалов: электроды необходимо периодически подтачивать – иначе они теряют форму. Со временем они стачиваются полностью и требуют замены.

Видео

Вот вариант точечного сварочника из микроволновки:

Выводы

Мы дали вам достаточно информации для того, чтобы сделать самодельный сварочный трансформатор:

дуговой сварки;
контактной сварки.

Но, не смотря на это, рекомендуем «взвесить свои силы» и «крепко» подумать: а не лучше ли приобрести сварочник заводского изготовления? А может быть даже и более современный и удобный инвертор (смотрите плюсы и минусы, что лучше транформаторный или инверторный сварочник).

Другие материалы по трансформаторным сварочным аппаратам смотрите в соответствующем разделе.

Как собрать сварочный аппарат своими руками?

В виду того, что в быту обывателям часто требуется работать с металлом, многие используют сварочные агрегаты. Но далеко не всем по карману приобретение дорогостоящего оборудования, из-за чего и возникает вопрос, как собрать сварочный аппарат своими руками. Процесс изготовления будет отличаться в зависимости от типа и конструктивных особенностей сварочного устройства.

Типы сварочных аппаратов

Современный рынок наполнен достаточно большим разнообразием сварочных аппаратов, но далеко не все целесообразно собирать своими руками.

В зависимости от рабочих параметров устройств различают такие виды устройств:

на переменном токе – выдающие переменное напряжение от силового трансформатора напрямую к сварочным электродам;
на постоянном токе – выдающие постоянное напряжение на выходе сварочного трансформатора;
трехфазные – подключаемые к трехфазной сети;
инверторные аппараты – выдающие импульсный ток в рабочую область.

Первый вариант сварочного агрегата наиболее простой, для второго понадобиться доработать классическое трансформаторное устройство выпрямительным блоком и сглаживающим фильтром. Трехфазные сварочные аппараты используются в промышленности, поэтому рассматривать изготовление таких устройств для бытовых нужд мы не будем. Инверторный или импульсный трансформатор довольно сложное устройство, поэтому чтобы собрать самодельный инвертор вы должны уметь читать схемы и иметь базовые навыки сборки электронных плат. Так как базой для создания сварочного оборудования является понижающий трансформатор, рассмотрим порядок изготовления от наиболее простого, к более сложному.

На переменном токе

По такому принципу работают классические сварочные аппараты: напряжение с первичной обмотки 220 В понижается до 50 – 60 В на вторичной и подается на сварочный электрод с заготовкой.

Перед тем, как приступить к изготовлению, подберите все необходимые элементы:

Магнитопровод – более выгодными считаются наборные сердечники с толщиной листа 0,35 – 0,5мм, так как они обеспечивают наименьшие потери в железе сварочного аппарата. Лучше использовать готовый сердечник из трансформаторной стали, так как плотность прилегания пластин играет основополагающую роль в работе магнитопровода.
Провод для намотки катушек – сечение проводов выбирается в зависимости от величины, протекающих в них токов.
Изоляционные материалы – основное требование, как к листовым диэлектрикам, так и к родному покрытию проводов – устойчивость к высоким температурам. Иначе изоляция сварочного полуавтомата или трансформатора расплавится и возникнет короткое замыкание, что приведет к поломке аппарата.

Наиболее выгодным вариантом является сборка агрегата из заводского трансформатора, в котором вам подходит и магнитопровод, и первичная обмотка. Но, если подходящего устройства под рукой нет, придется изготовить его самостоятельно. С принципом изготовления, определения сечения и других параметров самодельного трансформатора вы можете ознакомиться в соответствующей статье: https://www.asutpp.ru/transformator-svoimi-rukami.html.

В данном примере мы рассмотрим вариант изготовления сварочного аппарата из блока питания микроволновки. Следует отметить, что трансформаторная сварка должна обладать достаточной мощностью, для наших целей подойдет сварочный аппарат хотя бы на 4 – 5кВт. А так как один трансформатор для микроволновки имеет только 1 – 1,2 кВт, для создания аппарата мы будем использовать два трансформатора.

Для этого вам понадобится выполнить такую последовательность действий:

Возьмите два трансформатора и проверьте целостность обмоток, питаемых от электрической сети 220В.
Распилите магнитопровод и снимите высоковольтную обмотку, Рис. 1: распилите сердечник

Рис. 2: уберите высоковольтную обмотку

оставив только низковольтную, в таком случае намотку первичной катушки уже делать не нужно, так как вы используете заводскую.

Удалите из цепи катушки на каждом трансформаторе токовые шунты, это позволит увеличить мощность каждой обмотки. Рис. 3: удалите токовые шунты
Для вторичной катушки возьмите медную шину сечением 10мм 2 и намотайте ее на заранее изготовленный каркас из любых подручных материалов. Главное, чтобы форма каркаса повторяла габариты сердечника. Рис. 4: намотайте вторичную обмотку на каркас
Сделайте диэлектрическую прокладку под первичную обмотку, подойдет любой негорючий материал. По длине ее должно хватать на обе половинки после соединения магнитопровода. Рис. 5: сделайте диэлектрическую прокладку
Поместите силовую катушку в магнитопровод. Для фиксации обеих половинок сердечника можно использовать клей или стянуть их между собой любым диэлектрическим материалом. Рис. 6: поместите катушку в магнитопровод
Подключите выводы первички к шнуру питания, а вторички к сварочным кабелям. Рис. 7: подключите шнур питания и кабели

Установите на кабель держатель и электрод диаметром 4 – 5мм. Диаметр электродов подбирается в зависимости от силы электрического тока во вторичной обмотке сварочного аппарата, в нашем примере она составляет 140 – 200А. При других параметрах работы, характеристики электродов меняются соответственно.

Во вторичной обмотке получилось 54 витка, для возможности регулировки величины напряжения на выходе аппарата сделайте два отвода от 40 и 47 витка. Это позволит осуществлять регулировку тока во вторичке посредством уменьшения или увеличения количества витков. Ту же функцию может выполнять резистор, но исключительно в меньшую сторону от номинала.

На постоянном токе

Такой аппарат отличается от предыдущего более стабильными характеристиками электрической дуги, так как она получается не напрямую с вторичной обмотки трансформатора, а от полупроводникового преобразователя со сглаживающим элементом.

Рис. 8: принципиальная схема выпрямления для сварочного трансформатора

Как видите, делать намотку трансформатора для этого не требуется, достаточно доработать схему существующего устройства. Благодаря чему он сможет выдавать более ровный шов, варить нержавейку и чугун. Для изготовления вам понадобится четыре мощных диода или тиристора, примерно на 200 А каждый, два конденсатора емкостью в 15000 мкФ и дроссель. Схема подключения сглаживающего устройства приведена на рисунке ниже:

Рис. 9: схема подключения сглаживающего устройства

Процесс доработки электрической схемы состоит из таких этапов:

Установите полупроводниковые элементы на радиаторы охлаждения. Рис. 10: установите диоды на радиаторы

В связи с перегревом трансформатора во время работы, диоды могут быстро выйти со строя, поэтому им нужен принудительный отвод тепла.

Соедините диоды в мост, как показано на рисунке выше, и подключите их к выводам трансформатора. Рис. 11: соедините диоды в мост

Для подключения лучше использовать луженные зажимы, так как они не потеряют изначальную проводимость от больших токов и постоянной вибрации.

Рис. 12: используйте луженные зажимы

Толщина провода выбирается в соответствии с рабочим током вторичной обмотки.

Подключите силовые конденсаторы и дроссель во вторичную цепь диодного моста. Рис. 13: подключите силовые конденсаторы
Подсоедините к выводам сглаживающего устройства сварочные шлейфа, установите держатели для электродов – сварочный аппарат постоянного тока готов.

При сварке металлов таким аппаратом всегда следует контролировать нагрев не только трансформатора, но и выпрямителя. А при достижении критической температуры делать паузу для остывания элементов, иначе сварочный агрегат, сделанный своими руками, быстро выйдет со строя.

Инверторный аппарат

Представляет собой довольно сложное устройство для начинающих радиолюбителей. Не менее сложным процессом является подборка необходимых элементов. Преимуществом такого сварочного аппарата являются значительно меньшие габариты и меньшая мощность, в сравнении с классическими устройствами, возможность реализовать точечную сварку и т.д.

Рис. 14: принципиальная схема импульсного блока

В работе такая схема преобразует переменное напряжение из сети в постоянное, затем, при помощи импульсного блока, выдает ток большой амплитуды в область сварки. Этим и достигается относительная экономия мощности аппарата по отношению к его производительности.

Конструктивно инверторная схема сварочного аппарата включает в себя такие элементы:

диодный выпрямитель с магазином емкостей, балластным резистором и системой плавного пуска;
система управления на основе драйвера и двух транзисторов;
силовая часть из управляющего транзистора и выходного трансформатора;
выходная часть из диодов и дросселя;
система охлаждения из кулера;
система обратной связи по току для контроля параметра на выходе сварочного аппарата.

Для изготовления сварочного инвертора вам понадобится самостоятельно намотать силовой трансформатор, трансформатор тока на базе ферритового кольца. Для моста лучше использовать готовую сборку из быстродействующих полупроводниковых элементов.

К сожалению, большинство других элементов вряд ли найдутся под рукой в гараже или у вас дома, поэтому их придется заказывать или приобретать в специализированных магазинах. Из-за чего сборка инверторного блока своими руками обойдется не дешевле заводского варианта, а с учетом затраченного времени, еще и дороже. Поэтому для инверторной сварки лучше приобрести готовый аппарат с заданными рабочими параметрами.

Как сделать сварочный аппарат самостоятельно

Сделать сварочный аппарат своими руками может любой домашний мастер, имеющий навыки в области электротехники. Перед началом работы рассчитывают параметры всех компонентов оборудования. От правильности их выбора будет зависеть качество сварных соединений, получаемых с помощью сделанных в домашних мастерских агрегатов.

Схема и конструкция устройства

Самодельному сварочному аппарату присуще простое строение. Для сборки применяют схемы, включающие:

Трансформатор понижающего типа. Компонент уменьшает напряжение поступающего от сети электричества до 50-70 В, повышая силу тока до нужных величин. Это помогает снизить потребление энергии до минимальных значений.
Сварочные кабели. Используются для подачи вырабатываемого трансформатором тока к электродам. Провод должен иметь увеличенную толщину и прочную изоляцию.
Держатель с электродами. Стержни, обработанные специальным составом, способствуют быстрому розжигу и уверенному горению дуги. Последняя становится источником тепла, необходимого для расплавления металлов.

Каким образом работает сварочный аппарат

Характер функционирования агрегата основывается на законе Ома. При постоянной мощности сила тока определяется напряжением. Для расплавления металла нужно 60-150 А. Если устройство питается от сети 220 В, оно будет потреблять 20-30 кВт. Для этого придется прокладывать отдельную электрическую линию, т. к. бытовая электропроводка выдерживает не более 10 кВт. Варить нужно с соблюдением особых требований техники безопасности. В нормальных условиях обеспечить это невозможно.

Основные типы аппаратов и возможность их домашнего изготовления

Существует 4 разновидности оборудования:

Сварочный трансформатор, работающий с переменным током. Главный компонент системы напоминает стандартный блок питания. Входящее напряжение с его помощью понижается до 60 В. Сила тока меняется в результате движения вторичной обмотки. Недостатками считают большую массу и размер устройства. Кроме того, получить однородный шов с использованием переменного тока трудно.
Выпрямитель, являющийся усовершенствованным вариантом трансформатора. После понижения напряжения ток стабилизируется диодным мостом. Более сложные схемы включают тиристоры, помогающие регулировать параметры. Подача постоянного тока обеспечивает высокое качество шва. Аппарат работает со всеми типами металлов и сплавов. Недостатком считается чувствительность к скачкам напряжения.
Полуавтомат, содержащий механизм подачи расходного материала. Сварка ведется в газовой среде, поэтому дополнительно подключается баллон. полуавтоматические агрегаты помогают формировать качественные швы.
Инвертор, отличающийся компактными размерами. Такие аппараты чаще всего применяются в бытовых условиях. Для преобразования напряжения используют источник питания с ШИМ управлением. Работать с оборудованием могут даже начинающие сварщики.

Любой из рассмотренных вариантов может быть собран своими руками, однако начинать рекомендуется с простого устройства – трансформатора.

Выбор основных элементов

Питающий блок сварочного агрегата состоит из сердечника и обмоток. Первый можно приобрести в готовом виде или собрать самостоятельно.

Сердечник для сварочника

Основной компонент аппарата изготавливается из стальных профилей. Сделать его самостоятельно сложно. Проще найти готовую деталь на заводах, в пунктах сбора металла. Конструкция имеет вид прямоугольника площадью более 55 см². При сборке устанавливают болт, с использованием которого задают положение подвижной вторичной обмотки по отношению к стационарной первичной.

Обмотка проводов и особенности намотки

На первом этапе формируется первичная часть. Для этого накладывают 210-215 витков. Поверх устанавливают текстолитовую планку, на которой болтами фиксируют концы провода. После этого приступают к формированию вторичной обмотки. Она состоит из 70 витков. Концы также прикрепляют к текстолитовой пластине.

Трансформатор можно применять в таком виде или модифицировать на следующих этапах.

Переменный ток или постоянный

Чтобы выбрать вариант и правильно собрать устройство, необходимо ознакомиться с особенностями каждого из них:

Прибор, работающий с переменными параметрами, должен давать напряжение 60 В и силу тока до 160 А. Для определения характеристик провода, подсоединяемого к сети 220 В, применяют специальные таблицы. Сечение не должно превышать 7 мм². Оптимальной считают величину 3 мм². При создании прибора для работы с алюминием данный параметр умножают на 1,6. Кабель обматывают тканевой изоляцией, препятствующей короткому замыканию. Вторую обмотку делают из толстого медного провода.
Аппарат, функционирующий на постоянном токе. Оборудование применяют для сварки стальных или чугунных деталей. Для создания самоделки этого типа требуется минимум времени. Вторичная часть катушки здесь подключается через диодный выпрямитель. Блок должен выдерживать до 200 А, обладать качественной системой охлаждения. Для выравнивания силы тока в схему включают конденсаторы, для регулировки параметров – дроссель.

Аппарат на основе ЛАТР

Для формирования вторичной обмотки с базового лабораторного автотрансформатора снимают защитный кожух, ползунок и крепежные элементы. Имеющуюся жилу изолируют лакотканью. Поверх нее накладывают понижающую вторичную намотку. Она состоит из 70 витков алюминиевой или медной жилы сечением 25 мм².

Доработанный ЛАТР устанавливают в металлический корпус с отверстиями для циркуляции воздуха. Поверх блока устанавливают текстолитовую плату с тиристорами, выключателем, светодиодным индикатором и сварочными клеммами. В схему включают радиаторы, охлаждающие подверженные перегреву блоки.

Изготовление мощного трансформатора

Сборку осуществляют в несколько шагов.

Что потребуется

Для создания трансформатора своими руками понадобятся электротехническая сталь, медные провода, изоляционный материал, крепежные элементы.

Упрощенная формула расчета

Если возможность выполнения сложных вычислений отсутствует, можно воспользоваться типовыми параметрами, к которым относятся:

напряжение во время сварки – 18-25 В;
сила тока на первой обмотке – 25 А, на второй – 120-150 А;
напряжение во время охлаждения – 55-60 В.

Процесс сборки

Для изготовления сердечника потребуются стальные пластины толщиной 0,35-0,55 мм.

Размер готовой конструкции зависит от сечения провода. Опытные сварщики умеют определять требуемые параметры без расчетов.

Г-образные пластины укладывают так, чтобы они образовывали прямоугольник. После получения сердечника нужной толщины угловые части пластин скрепляют болтами. Конструкцию зачищают надфилем, изолируют. После этого выполняют намотку стандартным способом.

Добавление сварочного выпрямителя

Самодельный трансформатор представляет собой простой блок питания. Стабилизатор напряжения устроен также, как подобная деталь зарядного устройства телефона. В стандартную схему диодного моста включают конденсаторы, нейтрализующие переменные импульсы. Выпрямитель можно изготовить и без этих деталей, однако прочность шва будет более низкой.

Для изготовления моста применяют диоды Д161-250. Поскольку под нагрузкой они выделяют тепловую энергию, требуется установка радиаторов. Диоды фиксируются на них болтами. Рядом с радиаторами устанавливают вентилятор, отводящий тепло в окружающую среду.

Устройство из трехфазного трансформатора

Если ЛАТР найти невозможно, сварочный аппарат конструируют из блока питания 380/36 В. 3-фазный трансформатор используется в работе осветительных систем или электроинструментов. Допускается применение блока с одной сгоревшей обмоткой. Агрегат будет питаться от бытовой или промышленной сети. В процессе сборки выполняют следующие действия:

Изготавливают клеммы для крепления вторичной намотки из полой трубки. Один конец делают плоским, в нем просверливают отверстие для фиксации провода.
Заменяют расположенные в верхней части трансформатора винты с гайками М6 на болты М10.
Изготавливают текстолитовую плату для вывода концов обмотки. В ней проделывают 10-11 отверстий, в которые вставляют винты М6. Плату устанавливают на верхнюю панель трансформатора.
Крайние первичные намотки подключают друг к другу параллельно. Средняя подсоединяется последовательно.

Изготовление регулятора тока

Сделать простое устройство можно из 2 тиристоров и подручных средств. Регулирующий аппарат включается в цепь преобразуемого тока. RC определяет точку размыкания тиристоров, после чего сопротивление резистора меняется. Такое устройство помогает выбирать напряжение по энергии переменного тока. Настройку прибора выполняют под напряжением, остальные радиоэлементы должны быть отключенными от схемы. Резисторы и филдисторы можно заменять динисторами, однако такие компоненты работают нестабильно.

Устройства регулировки для контактного сварочника изготавливать самому нецелесообразно. Для сборки требуются дорогие детали, результат может отличаться от желаемого.

Компактный сварочник для проволоки

Если работать с толстыми деталями не придется, можно собрать мини-сварку своими руками. Она используется для пайки проволоки или тонкой жести. В основу агрегата ложится трансформатор от СВЧ-печи или другого бытового прибора. Вторичную обмотку заменяют медной жилой с сечением 2-3 мм². Энергопотребление не должно составлять более 3 кВт. Схема рассчитывается так же, как при изготовлении сварочного трансформатора своими руками. При сборке выпрямителя применяют маломощные диоды.

Устройство для спайки проводов

Если прибор будет предназначаться только для работы с тонкими жилами, например, при установке распределительных щитков, обходятся микросварочным прибором. Размер устройства составляет 7-10 см. Оно собирается на основе транзистора КТ835. Трансформатор наматывают самостоятельно, придавая ему вид высокочастотного повышающего преобразователя.

В отличие от стандартных схем, конструкция использует высокое напряжение (до 30000 В). При сварке этим устройством соблюдают технику безопасности. Трансформатор изготавливают на базе ферритового стержня. Первая обмотка включает 20 витков диаметром 1 мм, вторая – из 500. В схему вводят резисторы, препятствующие перегреву прибора на холостом ходу.

Используя маленький аппарат, формируют жгуты проводов, разрезают тонкие листовые металлы. Вместо электрода применяют толстую иглу.

Аппарат для сварки из мотора

Чтобы собрать простой агрегат из статора, выбирают электродвигатель, имеющий нужные параметры. Рекомендуется использовать мотор 2А мощностью 7-15 кВт с большим окном магнитопровода. Для изготовления аппарата выполняют следующие действия:

Устанавливают статор на кирпичи. Внутрь укладывают дрова, поджигают их. Через несколько часов прожарки магнитопровод отделяется от корпуса. При необходимости кабели также удаляют после термической обработки.
Полученную заготовку пропитывают масляным лаком, просушивают. Ускорить процесс помогает тепловая пушка. Лаковая пропитка препятствует рассыпанию конструкции после удаления стяжек, необходимого для повышения мощности трансформатора.
Из картона делают 2 торцевые заготовки. Из этого же материала изготавливают 2 гильзы – внешнюю и внутреннюю.
Устанавливают накладки на заготовку. Монтируют цилиндры, обматывают конструкцию стеклолентой. Покрывают деталь лаком, просушивают.
Наматывают на полученный сердечник 20 витков медной жилы толщиной более 1,5 мм, подают напряжение в 12 В. Замеряют силу тока, она должна составлять около 2 А. При получении большего значения увеличивают число витков, и наоборот.
Подсоединяют один конец вторичной намотки к диодному мосту. Так трансформатор можно будет использовать для запуска автомобиля вместо аккумулятора. Для сварки напряжение должно составлять 60-70 В. Аппарат будет совместим с электродами диаметром 3-5 мм.
При наличии свободного места добавляют 4 витка медной шины. Так получают отличный агрегат для точечной сварки тонкого листового металла.
Изготавливают корпус из пластика или текстолита. В местах соединения катушки с кожухом устанавливают резиновые прокладки.

Изготовление инвертора для опытных мастеров

Сборка самодельного аппарата такого типа достаточно сложна. Для этого нужно обладать опытом ремонта электронных устройств. Однако приобретать дорогие детали и узлы для этого необязательно. Блок питания извлекают из нерабочего компьютера или телевизора.

Схема прибора

При первой сборке рекомендуется использовать простую готовую схему, включающую следующие элементы:

Питающий блок для преобразователя и управляющей системы. Изготавливается из оптрона, используемого для подачи тока компонентам компьютера.
Блок накопления заряда для дежурной дуги. Изготавливается на базе транзисторов КТ972, которые размещаются на радиаторах. Для соединения этих компонентов используют автомобильные реле на 40 А. Для управления применяются защитные автоматы номиналом 25 А. Напряжение холостого хода составляет 300 В, при сварке этот параметр снижается до 50.
Преобразователь тока. Самыми важными частями этого блока являются катушки индуктивности. Настройку их параметров производят посредством резисторов. При несогласованности значений ток имеет недостаточную силу.
ШИМ из печатной платы US3845. Деталь снабжают транзисторами марки КТ972.

Рассматриваемая схема инвертора преобразует поступающее от сети переменное напряжение в постоянное. Это помогает получить ток с характеристиками, требуемыми для формирования прочного сварного соединения.

Необходимые элементы

Для сборки агрегата понадобятся:

компьютерный блок питания;
медные провода;
микросхема US3845 (приобретается в готовом виде);
корпус от старой СВЧ-печи или системного блока;
транзисторы.

Процесс изготовления

Сборку начинают с переделки силового трансформатора с ферритовым основанием. Выпрямительный мост снабжают готовыми компонентами из быстродействующих полупроводников. После доработки трансформатора, следуя схеме, соединяют следующие элементы:

диодный выпрямитель с запасом мощности, балластным регулятором, средством медленного пуска;
управляющий блок на основе 2 транзисторов и драйвера;
трансформаторную силовую часть;
выходной компонент из дросселя и диодов;
охлаждающую систему из компьютерного кулера;
систему контроля параметров выходного тока.

Все компоненты устанавливают на текстолитовую плату толщиной 1,5 мм. Конструкцию вводят в металлический кожух. Использовать пластиковый корпус нежелательно.

Сварочный аппарат своими руками: как сделать его дома

Если у вас есть необходимость выполнения каких-нибудь несложных сварочных работ для бытовых нужд, вовсе не обязательно приобретать дорогостоящий заводской агрегат. Ведь если знать некоторые тонкости, можно без труда собрать сварочный аппарат своими руками, о чем и пойдет речь ниже.

Сварочные аппараты: классификация
- Как сделать сварочный аппарат инверторного типа
Сварочный трансформатор своими руками
- Мини-сварка своими руками

Сварочные аппараты: классификация

Любые аппараты для сварки бывают электрическими или же газовыми. Стоит сразу сказать, что самодельные сварочные аппараты не должны быть газовыми. Поскольку они включают в себя взрывоопасные баллоны с газом, держать такую установку дома не стоит.

Поэтому в контексте самостоятельной сборки конструкций речь пойдет исключительно об электрических вариантах. Такие агрегаты также подразделяются на разновидности:

Установки-генераторы — оснащены собственным генератором тока. Отличительная черта — большой вес и габариты. Для домашних нужд такой вариант не подойдет, да и собрать самостоятельно его будет сложно.
Трансформаторы — такие установки, в особенности полуавтоматического типа, очень распространены среди тех, кто делает сварочное оборудование самостоятельно. Питаются от сети в 220 или 380 В.
Инверторы — такие установки просты в применении и идеально подходят для дома, конструкция компактная и мало весит, но электронная схема достаточно сложна.
Выпрямители — эти аппараты просто собирать и применять по назначению. С их помощью даже новичок может выполнять качественные сварные швы.

Как сделать сварочный аппарат инверторного типа

Чтобы в домашних условиях собрать инвертор, потребуется схема, которая позволит соблюсти нужные параметры. Рекомендуется брать детали от старых советских приборов:

транзисторов;
диодов;
дросселей;
готовых трансформаторов;
конденсаторов;
резисторов;
тиристоров.

Параметры для аппарата можно выбирать такие:

Он должен работать с электродами, диаметр которых не превышает 5 мм.
Максимальный показатель рабочего тока равен 250 А.
Источник напряжения — сеть бытовая на 220 В.
Регулировка сварочного тока варьируется от 30 до 220 А.

Инструмент включает такие компоненты:

блок питания;
выпрямитель;
инвертор.

Начинаем с намотки трансформатора и действуем в такой последовательности:

Возьмите ферритовый сердечник.
Выполните первую обмотку (100 витков посредством провода ПЭВ 0,3 мм).
Вторая обмотка — 15 витков, проводом с сечением 1 мм).
Третья обмотка — 15 витков проводом ПЭВ 0,2 мм.
Четвертая и пятая — соответственно по 20 витков проводами с сечением 0, 35 мм.
Чтобы охладить трансформатор, возьмите вентилятор от компьютера.

Чтобы транзисторные ключи работали непрерывно, напряжение следует на них подавать после выпрямителя и конденсаторов. Блок выпрямителя соберите по схеме на плате, а все узлы прибора закрепите в корпусе. Можно использовать старый корпус от радиоустройства, а можно его сделать и самостоятельно.

С лицевой части корпуса устанавливается светодиодный индикатор, который показывает, что прибор включен в сеть. Здесь же можно поставить дополнительный выключатель, а также защитный предохранитель. Еще его можно установить на заднюю стенку и даже в сам корпус.

Все зависит от его размеров и конструктивных особенностей. Переменное сопротивление устанавливается на лицевой части корпуса, с его помощью можно регулировать рабочий ток. Когда вы собрали все электрические схемы, проверьте аппарат специальным прибором или тестером и можете провести его испытание.

Сварочный трансформатор своими руками

Сборка трансформаторного варианта будет от предыдущей несколько отличаться. Этот агрегат работает на переменном токе, но для сварки постоянным током нужно собрать к нему простую приставку .

Для работы вам потребуется трансформаторное железо для сердечника, а также несколько десятков метров толстого провода или толстой медной шины. Все это можно найти в пункте приема металлов. Сердечник лучше всего делать П-образным, тороидальным либо круглым. Многие также берут статор от старого электромотора.

Инструкция сборки П-образного сердечника выглядит таким образом:

Возьмите трансформаторное железо сечением от 30 до 55 с м 2 . Если показатель будет больше, аппарат получится слишком тяжелым. А если сечение будет меньше 30, прибор не сможет корректно работать.
Возьмите медный обмоточный провод сечением около 5 мм 2 , оснащенный термостойкой изоляцией из стеклоткани или хлопка. Изоляция важна, поскольку во время работы обмотка может нагреться до 100 градусов и выше. У обмоточного провода сечение квадратное или прямоугольное сечение. Однако такой вариант отыскать сложно. Подойдет и обычный с аналогичным сечением, но только вам нужно будет снять с него изоляцию, обмотать стеклотканью и тщательно пропитать электротехническим лаком, после чего высушить. В первичной обмотке 200 витков.
Вторичная обмотка потребует порядка 50 витков. Провод обрезать не нужно. Включите в сеть первичную обмотку, а на проводах вторичной отыщите место, где напряжение составляет около 60 В. Для поиска такой точки отматывайте или наматывайте дополнительные витки. Провод может быть алюминиевым, но сечение должно быть больше, чем для первичной обмотки, в 1,7 раза.
Готовый трансформатор установите в корпус.
Чтобы вывести вторичную обмотку, потребуются медные клеммы. Возьмите трубку диаметром 10 мм и длиной около 4 см. Расклепайте ее конец и просверлите отверстие с диаметром в 10 мм, а в другой конец вставьте конец провода, предварительно очищенный от изоляции. Далее, обожмите его легкими ударами молотка. Чтобы усилить контакт провода с трубкой-клеммой, нанесите керном на нее насечки. Самодельные клеммы прикрутите к корпусу гайками и болтами. Детали лучше всего использовать медные. Наматывая вторичную обмотку желательно делать отводы через каждые 5−10 витков, они позволят менять ступенчато напряжение на электроде;
Для изготовления электродержателя возьмите трубу с диаметром около 20 мм и длиной порядка 20 см. На концах примерно в 4 см от торцевой части выпилите выемки до половины диаметра. В выемку вставьте электрод и прижмите пружиной на основе приваренного куста проволоки из стали с диаметром 5 мм. Ко второму кону прикрепите такой же провод, который использовался для вторичной обмотки, с помощью гайки и винта. Наденьте на держатель резиновую трубку с подходящим внутренним диаметром.

Готовый аппарат к сети лучше всего подключать с помощью проводов с сечением от 1,5 с м 2 и более, а также рубильника. Ток в первичной обмотке обычно не превышает показатель в 25 А, а во вторичной колеблется в пределах 6—120 А. Во время работы с электродами диаметром 3 мм через каждые 10−15 делайте остановки, чтобы трансформатор остыл. Если электроды более тонкие, это не нужно. Более частые перерывы нужны, если вы работаете в режиме резки.

Мини-сварка своими руками

Чтобы самостоятельно собрать миниатюрный аппарат для сварки, вам потребуется всего лишь несколько часов и такие материалы:

стержень графитовый из старой батарейки;
бокорезы или пассатижи;
нож;
сухая тряпка;
наждачная бумага;
перчатки;
20 см проволоки диаметром 5 мм из алюминия или меди;
6 см проволоки ПЭВ 0,5 из меди;
изолента;
провод многожильный;
любой металлический зажим;
трансформатор от блока питания микроволновки с выпрямителем, или старого телевизора или приемника.

Сначала аккуратно разберите старую батарейку и извлеките из нее графитовый стержень. На конце его заострите шкуркой и протрите сухой тряпкой. Кусок толстой проволоки на4−5 см от конца очистите от изоляции и с помощью пассатижей или бокорезов загните петлю. В нее вставьте угольный электрод.

Уберите вторичную обмотку с трансформатора и на ее место намотайте толстую проволоку на 12−16 витков. Теперь все это вставляется в подходящий корпус — и аппарат готов.

Его провода присоединяются к выводам вторичной обмотки, угольный стержень вставляется в петлю и хорошо обжимается. Плюсовый вывод соедините с держателем электрода, а минусовый — со скруткой рабочих деталей. Ручку-держатель можно приспособить для электрода.

Можно применять ручку паяльника или нечто подобное. Включите прибор в бытовую сеть и выполните соединение деталей посредством графита. Должно возникнуть пламя, а на конце деталей образуется шарообразный сварной шов.

Для домашней мастерской наличие сварочного аппарата очень важно. Такие приборы имеют разные конструкции и модификации. Как новички, так и опытные мастера часто предпочитают не заводские, а самодельные аппараты, которые можно модифицировать на свой лад.

Сварочный полуавтомат 30А – 160А своими руками

Технические данные нашего сварочного аппарата — полуавтомата:
Напряжение питающей сети: 220 В
Потребляемая мощность: не более 3 кВа
Режим работы: повторно-кратковременный
Регулирование рабочего напряжения: ступенчатое от 19 В до 26 В
Скорость подачи сварочной проволоки: 0-7 м/мин
Диаметр проволоки: 0.8 мм
Величина сварочного тока: ПВ 40% — 160 А, ПВ 100% — 80 А
Предел регулирования сварочного тока: 30 А — 160 А

Всего с 2003 года было сделано шесть подобных аппаратов. Аппарат, представленный далее на фото, работает с 2003 года в автосервисе и ни разу не подвергался ремонту.

Содержание / Contents

1 Внешний вид сварочного полуавтомата
2 Схема и детали сварочника
3 Мотаем сварочный трансформатор
4 Будем мотать дроссель
5 Корпус и механика
6 Файлы

↑ Внешний вид сварочного полуавтомата

Вообще

Вид спереди

Вид сзади

Вид слева

↑ Схема и детали сварочника

В качестве выключателя питания и защиты применен однофазный автомат типа АЕ на 16А. SA1 — переключатель режимов сварки типа ПКУ-3-12-2037 на 5 положений.

Резисторы R3, R4 — ПЭВ-25, но их можно не ставить (у меня не стоят). Они предназначены для быстрой разрядки конденсаторов дросселя.

Теперь по конденсатору С7. В паре с дросселем он обеспечивает стабилизацию горения и поддержания дуги. Минимальная емкость его должна быть не менее 20000 мкф, оптимальная 30000 мкф. Были испробованы несколько типов конденсаторов с меньшими габаритами и большей емкостью, например CapXon, Misuda, но они себя проявили не надежно, выгорали.

Силовые тиристоры на 200А взяты с хорошим запасом. Можно поставить и на 160 А, но они будут работать на пределе, потребуется применение хороших радиаторов и вентиляторов. Примененные В200 стоят на не большой алюминиевой пластине.

Реле К1 типа РП21 на 24В, переменный резистор R10 проволочный типа ППБ.

При нажатии на горелке кнопки SB1 подается напряжение на схему управления. Срабатывает реле К1, тем самым через контакты К1-1 подается напряжение на электромагнитный клапан ЭМ1 подачи кислоты, и К1-2 — на схему питания двигателя протяжки проволоки, и К1-3 — на открытие силовых тиристоров.

Переключателем SA1 выставляют рабочее напряжение в диапазоне от 19 до 26 Вольт (с учетом добавки 3 витков на плечо до 30 Вольт). Резистором R10 регулируют подачу сварочной проволоки, меняют ток сварки от 30А до 160 А.

При настройке резистор R12 подбирают таким образом, чтобы при выкрученном R10 на минимум скорости двигатель все же продолжал вращаться, а не стоял.

При отпускании кнопки SB1 на горелке — реле отпускает, останавливается мотор и закрываются тиристоры, электромагнитный клапан за счет заряда конденсатора С2 еще продолжает оставаться открытым подавая кислоту в зону сварки.

При закрытии тиристоров исчезает напряжение дуги, но за счет дросселя и конденсаторов С7 напряжение снимается плавно, не давая сварочной проволоке прилипнуть в зоне сварки.

↑ Мотаем сварочный трансформатор

Начинаем намотку — первичка. Первичка содержит 164 + 15 + 15 + 15 + 15 витков. Между слоями делаем изоляцию из тонкой стеклоткани. Провод укладывать как можно плотнее, иначе не влезет, но у меня обычно с этим проблем не было. Я брал стеклоткань с останков всё того же дизель-генератора. Все, первичка готова.

Продолжаем мотать — вторичка. Берем алюминиевую шину в стеклянной изоляции размером 2,8×4,75 мм, (можно купить у обмотчиков). Нужно примерно 8 м, но лучше иметь небольшой запас. Начинаем мотать, укладывая как можно плотнее, мотаем 19 витков, далее делаем петлю под болт М6, и снова 19 витков, Начала и концы делаем по 30 см, для дальнейшего монтажа.
Тут небольшое отступление, лично мне для сварки крупных деталей при таком напряжении было маловато току, в процессе эксплуатации я перемотал вторичную обмотку, прибавив по 3 витка на плечо, итого у меня получилось 22+22.
Обмотка влезает впритык, поэтому если мотать аккуратно, все должно получиться.
Если на первичку брать эмальпровод, то потом обязательно пропитка лаком, я держал катушку в лаке 6 часов.

Собираем трансформатор, включаем в розетку и замеряем ток холостого хода около 0,5 А, напряжение на вторичке от 19 до 26 Вольт . Если все так, то трансформатор можно отложить в сторону, он пока нам больше не нужен.

Вместо ОСМ-1 для силового трансформатора можно взять 4шт ТС-270, правда там немного другие размеры, и я делал на нем только 1 сварочный аппарат, то данные для намотки уже не помню, но это можно посчитать.

↑ Будем мотать дроссель

Берем трансформатор ОСМ-0,4 (400Вт), берем эмальпровод диаметром не менее 1,5 мм (у меня 1,8). Мотаем 2 слоя с изоляцией между слоями, укладываем плотненько. Дальше берем алюминиевую шину 2,8×4,75 мм. и мотаем 24 витка, свободные концы шины делаем по 30 см. Собираем сердечник с зазором 1 мм (проложить кусочки текстолита).
Дроссель также можно намотать на железе от цветного лампового телевизора типа ТС-270. На него ставится только одна катушка.

У нас остался еще один трансформатор для питания схемы управления (я брал готовый). Он должен выдавать 24 вольта при токе около 6А.

↑ Корпус и механика

В подкатушечнике для создания тормозного усилия применена пружина, первая попавшаяся под руку. Тормозной эффект увеличивается сжиманием пружины (т. е. закручиванием гайки).

↑ Файлы

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

Мощная контактная сварка

Постройкой данного аппарата занялся очень давно, еще в начале 2000-х. Нашел подходящую статью в журнале Радиоаматор №11. 2001, все устроило. Собрал трансформатор…

Сверил со схемой и изготовил печатную плату и корпус для всей электроники. Стал проверять и настраивать электронную часть, оказалось, что она не работает. Не работает не из-за моих ошибок в разводке платы и не из-за неисправных деталей. Причиной были многочисленные ошибки в принципиальной схеме. Это я уже понял. После неудачных попыток исправить все, по нехватке знаний в цифровой технике, насколько смог, добился от устройства нескольких выдержек времени. Этого мне пока хватало, а переделывать все не было никакого желания. Да и острая необходимость в контактной сварке отпала сама собой. Аппарат был успешно взгромоздён на полку в подвале и забыт надолго.
Потом была пара подтоплений в подвале, уровень воды поднимался до пояса и все, что нажито непосильным трудом, разом пришло в негодность.
Теперь снова возникла потребность в этой сварке. Достал, начал проверять и после вскрытия обнаружил испорченные “кишки” всей электроники, кроме некоторых элементов и соответственно самого силового трансформатора.
Взялся за повторение проекта и с учетом прошлых ошибок начал проверять правильность схемы в первоисточнике. Было выявлено еще несколько ошибок в схеме. Потом здесь в сообществе просил помочь мне прогнать схему в Протеусе, т.к. я с ним совсем не работал и представления не имею как это делать. Некоторые просто давали советы, некоторые на словах (глядя на мою схему) описывали как должно все работать. Некоторые вообще были возмущены такой дерзкой просьбой и и моей попыткой отнять у них драгоценнейшее время. Посоветовали мне собрать все на макетной плате для Ардуино и в таком виде проверить работоспособность устройства. “Ведь 21 век на дворе” есть такая “чудо-плата”, на ней и проверяй”. А на мою просьбу проверить все в Протеусе так никто и не откликнулся.
Ну, это все лирика и вступление, хватит букв — к устройству…
Трансформатор на первой фотографии — “стёб” — это “диванным теоретикам”.
Вот транс, который был намотан на шести сердечниках ТС-270, провод первичной обмотки диаметром 3,2 мм, вторичка намотана 4 витка кабелем от промышленной дуговой сварки (сечение я к сожалению не знаю). Напряжение холостого хода во вторичной обмотке 6 вольт:

Еще раз проверил схему и сравнил каждую мелкосхему с даташитом, как оно должно работать (в теории). Вот первоначальная схема, кстати и она немного подправлена на предмет лишних соединений :

Все-таки нашел в своем городе человека, владеющего Протеусом и он проверил работоспособность схемы в программе. “Вылизал” все “косяки” и уже получилась нормальная, работоспособная схема.
Вот она:

Все вроде складывалось. Сделал “печатку”, запаял детальки и принялся настраивать. И здесь не обошлось без мелких неприятностей. Генератор на микросхеме DD4.1-DD4.3 выдавал импульсы с частотой 100 Гц, но у сигнала была слишком большая амплитуда и установленная выдержка работала 1 раз из 20 — 30 попыток. Пришлось опытным путем (методом “научного тыка”) подобрать задающие элементы на входе генератора (R9, C2). Причем установка простого резистора на 5 кОм вместо R1 не дала результата. Установил еще и конденсатор…
Да, чуть не забыл, в качестве управляющего элемента для силового трансформатора был использован сдвоенный оптосимистор МТОТО 80, специально раздобытый для данного устройства. Запас по току у него огромный, даже с избытком…

Сварочный инвертор своими руками: схемы и инструкция по сборке

Изготовить сварочный инвертор своими руками, даже не обладая глубокими знаниями в электронике и электротехнике, вполне возможно, главное – строго придерживаться схемы и постараться хорошо разобраться в том, по какому принципу работает такое устройство. Если сделать инвертор, технические характеристики и КПД которого будут мало отличаться от аналогичных параметров серийных моделей, можно сэкономить приличную сумму.

Самодельный сварочный инвертор

Не следует думать, что самодельный аппарат не даст вам возможности эффективно проводить сварочные работы. Такое устройство, даже собранное по простой схеме, позволит вам выполнять сварку электродами диаметром 3–5 мм и на длине дуги, равной 10 мм.

Характеристики самодельного инвертора и материалы для его сборки

Собрав сварочный инвертор своими руками по достаточно простой электрической схеме, вы получите эффективное устройство, обладающее следующими техническими характеристиками:

величина потребляемого напряжения – 220 В;
сила тока, поступающего на вход аппарата, – 32 А;
сила тока, формируемого на выходе устройства, – 250 А.

Схема сварочного аппарата инверторного типа с такими характеристиками включает следующие элементы:

блок питания;
драйверы силовых ключей;
силовой блок.

Прежде чем начать собирать самодельный инвертор, надо подготовить рабочие инструменты и элементы для создания электронных схем. Так, вам понадобятся:

набор отверток;
паяльник для соединения элементов электронных схем;
нож;
ножовка для работы по металлу;
резьбовые крепежные элементы;
листовой металл небольшой толщины:
элементы, из которых будут формироваться электронные схемы;
медные провода и полосы – для намотки трансформаторов;
термобумага от кассового аппарата;
стеклоткань;
текстолит;
слюда.

Для домашнего использования чаще всего собирают инверторы, работающие от стандартной электрической сети с напряжением 220 В. Однако при необходимости можно сделать устройство, которое будет работать от трехфазной электрической сети с напряжением 380 В. Такие инверторы имеют свои преимущества, наиболее важным из которых является более высокий КПД, по сравнению с однофазными аппаратами.

Блок питания

Одним из важнейших элементов блока питания сварочного инвертора является трансформатор, который мотается на феррите Ш7х7 или 8х8. Это устройство, обеспечивающее подачу стабильного напряжения, формируется из 4 обмоток:

первичной (100 витков провода ПЭВ диаметром 0,3 мм);
первой вторичной (15 витков провода ПЭВ диаметром 1 мм);
второй вторичной (15 витков провода ПЭВ диаметром 0,2 мм);
третьей вторичной (20 витков провода ПЭВ диаметром 0,3 мм).

Чтобы минимизировать негативное влияние перепадов напряжения, регулярно возникающих в электрической сети, намотку обмоток трансформатора следует выполнять по всей ширине каркаса.

Процесс намотки силового трансформатора

После выполнения первичной обмотки и изоляции ее поверхности при помощи стеклоткани, на нее наматывают слой экранирующего провода, витки которого должны ее полностью перекрывать. Витки экранирующего провода (он должен иметь такой же диаметр, как и провод первичной обмотки) выполняются в том же направлении. Такое правило актуально и для всех остальных обмоток, формируемых на каркасе трансформатора. Поверхности всех обмоток, наматываемых на каркас трансформатора, также изолируются друг от друга при помощи стеклоткани или обычного малярного скотча.

Чтобы величина напряжения, поступающего от блока питания на реле, находилась в пределах 20–25 В, необходимо подобрать резисторы для электронной схемы. Основной функцией блока питания сварочного инвертора является преобразование переменного тока в постоянный. Для этих целей в блоке питания используются диоды, собранные по схеме «косого моста».

Схема блока питания инвертора (нажмите для увеличения)

В процессе работы диоды такого моста сильно нагреваются, поэтому их обязательно надо монтировать на радиаторах, в качестве которых можно использовать охлаждающие элементы от старых компьютеров. Для монтажа диодного моста необходимо использовать два радиатора: верхняя часть моста через слюдяную прокладку крепится к одному радиатору, нижняя через слой термопасты – ко второму.

Выводы диодов, из которых сформирован мост, должны быть направлены в ту же сторону, что и выводы транзисторов, при помощи которых постоянный ток будет преобразовываться в высокочастотный переменный. Провода, соединяющие эти выводы, должны быть не длиннее 15 см. Между блоком питания и инверторным блоком, основу которого и составляют транзисторы, располагается лист металла, прикрепляемый к корпусу аппарата при помощи сварки.

Закрепление диодов на радиаторе

Силовой блок

Основой силового блока сварочного инвертора является трансформатор, за счет которого снижается величина напряжения высокочастотного тока, а его сила – увеличивается. Для того чтобы сделать трансформатор для такого блока, необходимо подобрать два сердечника Ш20х208 2000 нм. Для обеспечения зазора между ними можно использовать газетную бумагу.

Обмотки такого трансформатора выполняются не из провода, а из медной полосы толщиной 0,25 мм и шириной 40 мм.

Каждый ее слой для обеспечения термоизоляции обматывается лентой от кассового аппарата, которая демонстрирует хорошую износоустойчивость. Вторичная обмотка трансформатора формируется из трех слоев медных полос, которые изолируются между собой при помощи фторопластовой ленты. Характеристики обмоток трансформатора должны соответствовать следующим параметрам: 12 витков х 4 витка, 10 кв. мм х 30 кв. мм.

Многие пытаются сделать обмотки понижающего трансформатора из толстого медного провода, но это неверное решение. Такой трансформатор работает на токах высокой частоты, которые вытесняются на поверхность проводника, не нагревая его внутреннюю часть. Именно поэтому для формирования обмоток оптимальным вариантом является проводник с большой площадью поверхности, то есть широкая медная полоса.

Самодельный выходной дроссель инвертора

В качестве термоизоляционного материала можно использовать и обычную бумагу, но она менее износоустойчива, чем лента от кассового аппарата. От повышенной температуры такая лента потемнеет, но ее износоустойчивость от этого не пострадает.

Трансформатор силового блока в процессе своей работы будет сильно нагреваться, поэтому для его принудительного охлаждения необходимо использовать кулер, в качестве которого может быть применено устройство, ранее использовавшееся в системном блоке компьютера.

Инверторный блок

Даже простой сварочный инвертор должен выполнять свою основную функцию – преобразовывать постоянный ток, сформированный выпрямителем такого аппарата, в переменный ток высокой частоты. Для решения этой задачи применяются силовые транзисторы, открывающиеся и закрывающиеся с высокой частотой.

Принципиальная схема инверторного блока (нажмите для увеличения)

Инверторный блок аппарата, отвечающий за преобразование постоянного тока в высокочастотный переменный, лучше собирать на основе не одного мощного транзистора, а нескольких менее мощных. Такое конструктивное решение позволит стабилизировать частоту тока, а также минимизировать шумовые эффекты при выполнении сварочных работ.

В электронной схеме сварочного инвертора также присутствуют конденсаторы, соединенные последовательно. Они необходимы для решения двух основных задач:

минимизации резонансных выбросов трансформатора;
снижения потерь в транзисторном блоке, возникающих при его выключении и обусловленных тем, что транзисторы открываются гораздо быстрее, чем закрываются (в этот момент и могут возникать потери тока, сопровождаемые нагреванием ключей транзисторного блока).

Собранная электронная часть инвертора

Система охлаждения

Силовые элементы схемы самодельного сварочного инвертора сильно нагреваются в процессе работы, что может привести к их выходу из строя. Чтобы этого не произошло, кроме радиаторов, на которых монтируют наиболее нагревающиеся блоки, необходимо использовать вентиляторы, отвечающие за охлаждение.

Если у вас имеется в наличии мощный вентилятор, можно обойтись и им одним, направив поток воздуха от него на понижающий силовой трансформатор. Если же вы используете маломощные вентиляторы от старых компьютеров, их потребуется порядка шести штук. Одновременно три таких вентилятора следует установить рядом с силовым трансформатором, направив поток воздуха от них на него.

Мощный вентилятор обеспечит хорошее охлаждение элементов устройства

Для предотвращения перегрева самодельного сварочного инвертора следует также использовать термодатчик, установив его на самый нагревающийся радиатор. Такой датчик в случае достижения радиатором критической температуры отключит поступление электрического тока на него.
Чтобы система вентиляции инвертора работала эффективно, в его корпусе должны присутствовать правильно выполненные заборщики воздуха. Решетки таких заборщиков, через которые внутрь устройства будут поступать потоки воздуха, не должны ничем перекрываться.

Сборка инвертора своими руками

Для самодельного инверторного устройства необходимо подобрать надежный корпус или сделать его самостоятельно, используя для этого листовой металл толщиной не менее 4 мм. В качестве основания, на котором будет смонтирован трансформатор сварочного инвертора, можно использовать лист гетинакса толщиной не менее 0,5 см. Сам трансформатор крепится на таком основании при помощи скоб, которые можно изготовить своими руками из медной проволоки диаметром 3 мм.

Раздвижной корпус заводского изготовления

Для создания электронных плат устройства можно использовать фольгированный текстолит толщиной 0,5–1 мм. При монтаже магнитопроводов, которые в процессе работы будут нагреваться, надо предусматривать зазоры между ними, необходимые для свободной циркуляции воздуха.

Для автоматического управления работой сварочного инвертора вам потребуется приобрести и установить в него ШИМ-контроллер, который будет отвечать за стабилизацию силы сварочного тока и величины напряжения. Чтобы вам было удобно работать с вашим самодельным аппаратом, в лицевой части его корпуса необходимо смонтировать органы управления. К таким органам относятся тумблер включения устройства, ручка переменного резистора, при помощи которой регулируется сварочный ток, а также зажимы для кабелей и сигнальные светодиоды.

Пример компоновки передней панели инвертора

Диагностика самодельного инвертора и его подготовка к работе

Сделать инверторный сварочный аппарат – это половина дела. Не менее важной задачей является его подготовка к работе, в процессе которой проверяется корректность функционирования всех элементов, а также их настройка.

Первое, что требуется сделать при проверке самодельного сварочного инвертора, – это подать напряжение 15 В на ШИМ-контроллер и один из охлаждающих вентиляторов. Это позволит одновременно проверить работоспособность контроллера и избежать его перегрева в процессе выполнения такой проверки.

Проверка выходного напряжения тестером

После того как конденсаторы аппарата зарядились, к электрическому питанию подключают реле, которое отвечает за замыкание резистора. Если подать на резистор напряжение напрямую, минуя реле, может произойти взрыв. После того как реле сработает, что должно произойти в течение 2–10 секунд после подачи напряжения на ШИМ-контроллер, необходимо проверить, произошло ли замыкание резистора.

Когда реле электронной схемы сработают, на плате ШИМ должны сформироваться прямоугольные импульсы, поступающие к оптронам. Это можно проверить, используя осциллограф. Правильность сборки диодного моста устройства также необходимо проверить, для этого на него подают напряжение 15 В (сила тока при этом не должна превышать 100 мА).

Фазы трансформатора при сборке устройства могли быть неправильно подключены, что может привести к некорректной работе инвертора и возникновению сильных шумов. Чтобы этого не произошло, правильность подключения фаз необходимо проверить, для этого используется двухлучевой осциллограф. Один луч прибора подключается к первичной обмотке, второй – ко вторичной. Фазы импульсов, если обмотки подключены правильно, должны быть одинаковыми.

Использование осциллографа для диагностики инвертора

Правильность изготовления и подключения трансформатора проверяется при помощи осциллографа и подключения к диодному мосту электрических приборов с различным сопротивлением. Ориентируясь на шумы трансформатора и показания осциллографа, делают вывод о том, что необходимо доработать в электронной схеме самодельного инверторного аппарата.

Чтобы проверить, сколько можно непрерывно работать на самодельном инверторе, необходимо начать его тестировать с 10 секунд. Если при работе такой продолжительности радиаторы устройства не нагрелись, можно увеличить период до 20 секунд. Если и такой временной промежуток не сказался негативно на состоянии инвертора, можно увеличить продолжительность работы сварочного аппарата до 1 минуты.

Обслуживание самодельного сварочного инвертора

Чтобы инверторный аппарат служил длительное время, его необходимо правильно обслуживать.

В том случае, если ваш инвертор перестал работать, необходимо открыть его крышку и продуть внутренности пылесосом. Те места, где осталась пыль, можно тщательно почистить при помощи кисточки и сухой тряпки.

Первое, что необходимо сделать, проводя диагностику сварочного инвертора, – это проверить поступление напряжения на его вход. Если напряжение не поступает, следует продиагностировать работоспособность блока питания. Проблема в этой ситуации также может заключаться в том, что сгорели предохранители сварочного аппарата. Еще одним слабым звеном инвертора является температурный датчик, который в случае поломки подлежит не ремонту, а замене.

Часто выходящий из строя термодатчик, находящийся обычно на диодном блоке или дросселе

При выполнении диагностики необходимо обращать внимание на качество соединений электронных компонентов аппарата. Определить некачественно выполненные соединения можно визуально или при помощи тестера. Если такие соединения выявлены, их необходимо исправить, чтобы не столкнуться в дальнейшем с перегревом и выходом из строя сварочного инвертора.

Только в том случае, если вы уделяете должное внимание вопросам обслуживания инверторного устройства, можно рассчитывать на то, что оно прослужит вам долгое время и даст возможность выполнять сварочные работы максимально эффективно и качественно.