Меню

Увеличение мощности сварочного инвертора

Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками

Характеристики большинства бюджетных инверторов нельзя назвать выдающимися, в то же время мало кто откажется от удовольствия использовать оборудование со значительным запасом надёжности. Между тем существует немало способов усовершенствовать недорогой сварочный инвертор.

  • Типовая схема и принцип работы инвертора
  • Узлы, пригодные к модернизации
  • Улучшение теплоотвода
  • Индикация сварочного тока
  • Повышение продолжительности включения
  • Намотка выходного дросселя
  • Заключение

Ремонт и доработки сварочных инверторов своими руками

Типовая схема и принцип работы инвертора

Чем дороже сварочный инвертор, тем больше в его схеме вспомогательных узлов, задействованных в реализации специальных функций. А вот сама схема силового преобразователя остаётся практически неизменной даже у дорогостоящего оборудования. Этапы превращения сетевого электрического тока в сварочный достаточно легко проследить — на каждом из основных узлов схемы происходит определённая часть общего процесса.

С сетевого кабеля через защитный выключатель напряжение подаётся на выпрямительный диодный мост, сопряжённый с фильтрами высокой ёмкости. На схеме этот участок легко заметить, здесь расположены внушительные по размеру «банки» электролитических конденсаторов. У выпрямителя задача одна — «развернуть» отрицательную часть синусоиды симметрично вверх, конденсаторы же сглаживают пульсации, приводя направление тока практически к чистой «постоянке».

Функциональная схема сварочного инвертора

Схема работы сварочного инвертора

Далее по схеме находится непосредственно инвертор. Эта часть также легко поддаётся идентификации, здесь располагается крупнейший алюминиевый радиатор. Инвертор строится на нескольких высокочастотных полевых транзисторах или IGBT-транзисторах. Довольно часто несколько силовых элементов объединены в общем корпусе. Инвертор снова преобразует постоянный ток в переменный, но при этом частота его существенно выше — порядка 50 кГц. Такая цепочка преобразований позволяет использовать высокочастотный трансформатор, который в разы меньше и легче обычного.

С понижающего трансформатора напряжение снимает выходной выпрямитель, ведь мы хотим сварку именно на постоянном токе. Благодаря выходному фильтру природа тока меняется с высокочастотного пульсирующего до практически прямой линии. Естественно, в рассмотренной цепи преобразований есть множество промежуточных звеньев: датчиков, управляющих и контрольных цепей, но их рассмотрение выходит далеко за рамки любительской радиоэлектроники.

Конструкция сварочного инвертора

Конструкция сварочного инвертора: 1 — конденсаторы фильтра; 2 — выпрямитель (диодная сборка); 3 — IGBT-транзисторы; 4 — вентилятор; 5 — понижающий трансформатор; 6 — плата управления; 7 — радиаторы; 8 — дроссель

Узлы, пригодные к модернизации

Важнейший параметр любого сварочного аппарата — вольт-амперная характеристика (ВАХ), за счёт неё и обеспечивается стабильное горение дуги при разной её длине. Правильная ВАХ создаётся микропроцессорным управлением: маленький «мозг» инвертора на ходу меняет режим работы силовых ключей и мгновенно подстраивает параметры сварочного тока. К сожалению, каким либо образом перепрограммировать бюджетный инвертор нельзя — управляющие микросхемы в нём аналоговые, а замена на цифровую электронику требует незаурядных знаний схемотехники.

Однако «умений» управляющей схемы вполне достаточно, чтобы нивелировать «криворукость» начинающего сварщика, ещё не научившегося стабильно удерживать дугу. Гораздо правильнее сосредоточиться на устранении некоторых «детских» болезней, первая из которых — сильный перегрев электронных компонентов, ведущий к деградации и разрушению силовых ключей.

Модернизация сварочного инвертора

Вторая проблема — использование радиоэлементов сомнительной надёжности. Устранение этого недостатка сильно снижает вероятность возникновения поломок через 2–3 года эксплуатации аппарата. Наконец, даже начинающему радиотехнику будет вполне по силам реализовать индикацию фактического сварочного тока для возможности работы со специальными марками электродов, а также провести ряд других мелких доработок.

Улучшение теплоотвода

Первый недостаток, которым грешит подавляющее большинство недорогих инверторных аппаратов — плохая схема отвода тепла с силовых ключей и выпрямительных диодов. Начинать доработку в этом направлении лучше с увеличения интенсивности принудительного обдува. Как правило, в сварочных аппаратах устанавливают корпусные вентиляторы с питанием от служебных цепей напряжением 12 В. В «компактных» моделях принудительное воздушное охлаждение может вовсе отсутствовать, что для электротехники такого класса, безусловно, нонсенс.

Достаточно просто увеличить воздушный поток путём установки нескольких таких вентиляторов последовательно. Проблема в том, что «родной» кулер скорее всего придётся снять. Чтобы эффективно работать в последовательной сборке, вентиляторы должны иметь идентичную форму и число лопастей, а также скорость вращения. Собрать одинаковые кулеры в «стопку» крайне просто, достаточно стянуть их парой длинных болтов по диаметрально противоположным угловым отверстиям. Также не стоит беспокоиться о мощности источника служебного питания, как правило её достаточно для установки 3–4 вентиляторов.

Улучшение охлаждения сварочного инвертора

Если внутри корпуса инвертора недостаточно места для установки вентиляторов, можно приладить снаружи один высокопроизводительный «канальник». Его установка проще по той причине, что не требуется подключение к внутренним цепям, питание снимается с клемм кнопки включения. Вентилятор, разумеется, должен устанавливаться напротив вентиляционных жалюзеек, часть которых можно вырезать, чтобы снизить аэродинамическое сопротивление. Оптимальное направление потока воздуха — на вытяжку из корпуса.

Читайте также:  Что такое мощность сателлита

Второй способ улучшить теплоотвод — замена штатных алюминиевых радиаторов на более производительные. Новый радиатор нужно выбирать с наибольшим количеством как можно более тонких рёбер, то есть с наибольшей площадью контакта с воздухом. Оптимально в этих целях использовать радиаторы охлаждения компьютерных ЦП. Процесс замены радиаторов довольно прост, достаточно соблюдать несколько простых правил:

  1. Если штатный радиатор изолирован от фланцев радиоэлементов слюдой или резиновыми прокладками, их нужно сохранить при замене.
  2. Для улучшения теплового контакта нужно использовать кремнийорганическую термопасту.
  3. Если радиатор нужно подрезать, чтобы он поместился в корпус, обрезанные рёбра нужно тщательно обработать надфилем, чтобы снять все заусенцы, иначе на них будет обильно оседать пыль.
  4. Радиатор должен быть плотно прижат к микросхемам, поэтому предварительно на нём нужно разметить и просверлить крепёжные отверстия, возможно, потребуется нарезать резьбу в теле алюминиевой подошвы.

Улучшение теплоотвода сварочного инвертора

Дополнительно отметим, что нет смысла менять штучные радиаторы отдельно стоящих ключей, замене подвергаются только теплоотводы интегральных схем или нескольких высокомощных транзисторов, установленных в ряд.

Индикация сварочного тока

Даже если на инверторе установлен цифровой индикатор установки тока, он показывает не реальное его значение, а некую служебную величину, масштабированную для наглядного отображения. Отклонение от фактической величины тока может составлять до 10%, что неприемлемо при использовании специальных марок электродов и работе с тонкими деталями. Получить реальное значение сварочного тока можно путём установки амперметра.

Цифровой амперметр SM3D

В пределах 1 тысячи рублей обойдётся цифровой амперметр типа SM3D, его даже можно аккуратно встроить в корпус инвертора. Основная проблема в том, что для измерения столь высоких токов требуется подключение через шунт. Его стоимость находится в пределах 500–700 рублей для токов в 200–300 А. Обратите внимание, что тип шунта должен соответствовать рекомендациям производителя амперметра, как правило, это вставки на 75 мВ с собственным сопротивлением порядка 250 мкОм для предела измерения в 300 А.

Шунт для амперметра

Установить шунт можно либо на плюсовую, либо на минусовую клемму изнутри корпуса. Обычно размеров соединительной шины достаточно для подключения вставки длиной около 12–14 см. Изгибать шунт нельзя, поэтому если длины соединительной шины недостаточно, её нужно заменить медной пластиной, косичкой из очищенного однопроволочного кабеля или отрезком сварочной жилы.

Подключение амперметра через шунт

Амперметр подключается измерительными выходами к противоположным зажимам шунта. Также для работы цифрового прибора требуется подать напряжение питания в диапазоне 5–20 В. Его можно снять с проводов подключения вентиляторов или найти на плате точки с потенциалом для питания управляющих микросхем. Собственное потребление амперметра ничтожно.

Повышение продолжительности включения

Продолжительность включения в контексте сварочных инверторов более разумно называть продолжительностью нагрузки. Это та часть десятиминутного интервала, в которой инвертор непосредственно выполняет работу, оставшееся время он должен пребывать на холостом ходу и охлаждаться.

Для большинства недорогих инверторов реальная ПН составляет 40–45% при 20 °С. Замена радиаторов и устройство интенсивного обдува позволяют увеличить этот показатель до 50–60%, но это далеко не потолок. Добиться ПН порядка 70–75% можно путём замены некоторых радиоэлементов:

  1. Конденсаторы обвязки ключей инвертора нужно поменять на элементы той же ёмкости и типа, но рассчитанные под более высокое напряжение (600–700 В);
  2. Диоды и резисторы из обвязки ключей следует заменить на элементы с большей рассеиваемой мощностью.
  3. Выпрямительные диоды (вентили), а также MOSFET или IGBT-транзисторы можно заменить на аналогичные, но более надёжные.

Замена конденсаторов в сварочном инверторе

О замене самих силовых ключей стоит рассказать отдельно. Для начала следует переписать маркировку на корпусе элемента и найти подробный даташит на конкретный элемент. По паспортным данным выбрать элемент для замены достаточно просто, ключевыми параметрами служат пределы частотного диапазона, рабочее напряжение, наличие встроенного диода, тип корпуса и предельный ток при 100 °С. Последний лучше рассчитать собственноручно (для высоковольтной стороны с учётом потерь на трансформаторе) и приобрести радиоэлементы с запасом предельного тока около 20%. Из производителей такого рода электроники наиболее надёжными считаются International Rectifier (IR) или STMicroelectronics. Несмотря на довольно высокую цену, крайне рекомендуется приобретать детали именно этих брендов.

Замена силовых транзисторов в сварочном инверторе

Намотка выходного дросселя

Одним из наиболее простых и в то же время самых полезных дополнений для сварочного инвертора будет намотка индуктивной катушки, сглаживающей пульсации постоянного тока, которые неизбежно остаются при работе импульсного трансформатора. Основная специфика такой затеи в том, что дроссель изготавливается индивидуально для каждого отдельного аппарата, а также может со временем корректироваться по мере деградации электронных компонентов или при изменении порога мощности.

Читайте также:  Усилитель мощности d класса для автомобиля

Заводской дроссель сварочного инвертора

Для изготовления дросселя понадобится всего ничего: изолированный медный проводник сечением до 20 мм 2 и сердечник, желательно из феррита. В качестве магнитопровода оптимально подойдёт либо ферритовое кольцо, либо сердечник броневого трансформатора. Если магнитопровод набран из листовой стали, его нужно просверлить в двух местах с отступом около 20–25 мм и стянуть заклёпками, чтобы иметь возможность беспроблемно прорезать зазор.

Выходной дроссель для сварочного инвертора

Дроссель начинает работать, начиная от одного полного витка, однако реальный результат виден, начиная с 4–5 витков. При испытаниях следует добавлять витки до тех пор, пока дуга не начнёт ощутимо сильно тянуться, мешая отрыву. Когда варить с отрывом станет затруднительно, нужно скинуть с катушки один виток и подключить параллельно дросселю лампу накаливания на 24 В.

Тонкая настройка дросселя выполняется с помощью сантехнического винтового хомута, которым можно уменьшить зазор в сердечнике, либо деревянного клина, которым этот зазор можно увеличить. Нужно добиваться, чтобы горение лампы при розжиге дуги было максимально ярким. Рекомендуется изготовить несколько дросселей для работы в диапазонах до 100 А, от 100 до 200 А и более 200 А.

Выходной дроссель для сварочного инвертора

Заключение

Все «навесные» дополнения, такие как дроссель или амперметр, лучше монтировать отдельной приставкой, которая включается в разрыв любой из сварочных жил посредством штекера типа байонет. Таким образом внутри корпуса инвертора сохранится достаточно пространства для вентиляции, а дополнительные устройства можно будет легко отключить за ненадобностью.

Нужно помнить, что кардинальной, глубокой модернизации провести не получится, иными словами, «РЕСАНТУ» в KEMPPI разумными силами и средствами не превратить. Однако изготовление приспособлений и мелкая доработка оборудования — отличный способ лучше изучить технологию дуговой сварки и проникнуться профессиональными тонкостями.

Источник



Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора (холостого хода)

Некоторые электроды требуют повышенного напряжения холостого хода. Например, таким электродами как МР-3 нужно не менее 70 Вольт на выходе. Но, как оказывается, не все сварочные инверторы способны выдать столь большое напряжение.

Вследствие этого и возникают различные проблемы при сварке: электроды прилипают к металлу и намного хуже зажигаются. Какие способы повышения выходного напряжения сварочного инвертора существуют? Можно ли как-то самому поднять напряжение холостого хода?

Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора

Большинство инверторов для сварки выдают по разным результатам, напряжение от 30 до 80 Вольт. Хорошо если есть аппарат, который выдаёт нужное напряжение, тогда и такие капризные электроды, как МР-3 варят хорошо и без проблем.

Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора (холостого хода)

Однако, как это часто и бывает, инвертор не выдаёт нужное напряжение, что связано со многими причинами. Чаще всего это заниженное напряжение в сети, из-за чего собственно и страдает качество розжига электродов.

Чтобы избавиться от проблемы, которая связанна с плохим розжигом электродов, можно попробовать следующее:

  • Увеличить сварочный ток. В действительности, те значения тока для сварки, которые прописаны на крутилке аппарата, не всегда соответствуют действительности;
  • Попробовать использование других электродов на том же самом сварочном инверторе.

Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора (холостого хода)

Увеличить холостой ход инвертора очень сложно, для этого придётся лезть в электронную схему аппарата или добавлять блок. Изменению необходимо подвергать вторичную обмотку трансформатора, что чревато выходом из строя всего инвертора.

Дополнительный блок для увеличения напряжения холостого хода

Также возможна установка дополнительного блока, который все-таки требует определённой модернизации инвертора. Данный блок напрямую связывается с тороидальным трансформатором, который, как раз и призван для того, чтобы поднимать напряжение холостого хода на сварочном инверторе.

Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора (холостого хода)

Данный метод называется «Удвоение напряжения». Способ действительно рабочий, а напряжение холостого хода сварочного инвертора увеличивается почти что вдвое. Вследствие этого электрод намного лучше загорается.

При этом в разы возникает риск поражения током от сварки. Поэтому данный метод достаточно рискован в осуществлении. Не зря же производители сварочных инверторов выбрали именно такое напряжение холостого хода, а не 100 Вольт и выше.

Итак, кто хочет заморочиться, устройство так и называется «Удвоитель». Однако прежде чем это сделать, я бы порекомендовал поэкспериментировать, используя другие электроды. Возможно дело именно в их качестве, а также в том, что электродная обмазка отсырела со временем.

Как повысить выходное напряжение сварочного инвертора (холостого хода)

Также, если есть какие-либо подозрения на неисправность, можно посоветовать проверить инвертор и напряжение холостого хода. Возможно, обращение к опытным специалистам сервисного центра поможет исправить проблему.

Читайте также:  Мощность нагревательного элемента холодильника

Источник

Модернизация инвертора. Есть ли способ повысить мощность?

  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#1 Чумной

Чумной

  • Новичок
  • Cообщений: 18
  • Город: Валуйки. Белгородская обл.

#2 ARGONIUS

  • Участник
  • Cообщений: 2 578
    • Город: Н.Новгород

    #3 Чумной

    Чумной

    • Новичок
    • Cообщений: 18
    • Город: Валуйки. Белгородская обл.

    Тоже верно. как-то я про это подзабыл.

    #4 ARGONIUS

  • Участник
  • Cообщений: 2 578
    • Город: Н.Новгород

    Ага, я тоже как то удивлялся почему у меня ЦЛ-11 на приличном токе на прямой полярности плавиться не хочет А по сварочнику мне думается мощность увеличится только за счёт ресурса аппарата, но возможно ошибаюсь.

    #5 tig

    tig

    • Супермодератор
    • Cообщений: 1 629
    • Город: португалия-в прошлом. Уже дома

    #6 abyss

    abyss

    • Новичок
    • Cообщений: 25
    • Город: Екатеринбург

    #7 Рабиндранат Кагор

    Рабиндранат Кагор

    • Участник
    • Cообщений: 895

    Итак: Есть сварочный инвертор «Темп», паспортная мощность 180 ампер. На деле едва дотягивает до сотни. Электрод тройка еще проходит, даже можно подрезать или сдуть металл.

    #8 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Из тюнинга инвертора единственное что можно сделать, так это поставить спойлер и подсветку днища
    Всё остальное долго и дорого. Даже на самом занюханном китайце схемы собирают по расчётам. Урезанные аппараты тоже просчитываются. Если вам интересен сам процесс, то я с удовольствием почитал бы (если всё же решитесь) Ваши коментарии о доработке.

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #9 Чумной

    Чумной

    • Новичок
    • Cообщений: 18
    • Город: Валуйки. Белгородская обл.

    Случайно не через длинную переноску малого сечения аппарат подключаешь? У неё получается заметное индуктивное сопротивление при зарядке емкостей и они просто не поспевают заражаться.

    #10 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #11 hau

    hau

    • Участник
    • Cообщений: 260
    • Город: Симферополь

    Да я тоже грешил на это. Специально собрал удлинитель с силовыми розеткой и вилкой, кабель с сечением жилы около 0.5 мм.

    0,5мм сечения — мало. Нужно минимум 1,5 квадрата.
    Как на стиральную машину.

    #12 Чумной

    Чумной

    • Новичок
    • Cообщений: 18
    • Город: Валуйки. Белгородская обл.

    #13 svarnjuk

    Не ошибается тот, кто ничего не делает

  • Участник
  • Cообщений: 916
    • Город: п.Орловский, Ростовская область

    Опыт всегда приходит сразу после того, как он был нужен.

    #14 LamoBOT

    LamoBOT

    • Участник
    • Cообщений: 805

    #15 Чумной

    Чумной

    • Новичок
    • Cообщений: 18
    • Город: Валуйки. Белгородская обл.

    По теме: нашел толкового парнишку — электронщика. Он нам плазморез в цеху настраивал. Ну, и завел с ним разговор на тему увеличения мощности. Он сказал, что нужно смотреть схему, а лучше сразу аппарат (инвертор). Вот появиться время, хотим пошаманить По результату отпишусь. (К админам: ребята, если тема не мешает — не закрывайте её, пожалуйста )

    #16 Рабиндранат Кагор

    Рабиндранат Кагор

    • Участник
    • Cообщений: 895

    Trag090, не будет там большого индуктивного сопротивления — индуктивности вычитаются

    #17 LamoBOT

    LamoBOT

    • Участник
    • Cообщений: 805

    что делать с модельками — я просто не в курсе, не обучен, к сожалению . можно в двух словах о нюансиках?

    #18 Рабиндранат Кагор

    Рабиндранат Кагор

    • Участник
    • Cообщений: 895

    что делать с модельками — я просто не в курсе, не обучен, к сожалению . можно в двух словах о нюансиках?

    #19 Леха Сварщик

    Леха Сварщик

    • Участник
    • Cообщений: 129
    • Город: Киселевск Кемеровская обл

    А можно поподробнее? желательно схемку бы как переделать чего перепаять.

    #20 SergDemin

    SergDemin

    • Эксперт
    • Cообщений: 6 599
    • Город: Владикавказ

    А можно поподробнее? желательно схемку бы как переделать чего перепаять.

    Не советую Вам заморачиваться с доработкой инвертора. Аппарат дешёвый, производитель сэкономил на всём, начиная от ёмкости конденсаторов на входе и заканчивая трансформатором на выходе. Существенно улучшить параметры не получится. Можно попытаться увеличить ёмкость конденсатора на входе, как советовал tig, но существенно это ситуацию не изменит. Лучше подберите себе нормальный инвертор. Мне лично Сварог Z203 от Jasik нравится. http://websvarka.ru/. ic=1448&page=10 Сейчас 3 человека на форуме тестируют аппараты Аврора от Riland. Читайте, выбирайте.

    Сообщение отредактировал SergDemin: 18 Апрель 2014 17:46

    Источник