Сваркой управляет электроника. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Многие конструкции из металла собираются с применением электрической сварки. Я изготовил для этого несколько аппаратов, и один оказался наиболее удачным и удобным в эксплуатации. Предлагаю вашему вниманию сварочный трансформатор с электронным регулированием тока. Он не имеет подвижных частей, требующих высокого качества сборки и подверженных вибрации. Блок управления позволяет плавно регулировать сварочный ток поворотом ручки потенциометра. При этом во всем диапазоне изменения дуга горит стабильно.

Техническая характеристика сварочного трансформатора с электронным регулированием тока:

• Напряжение питания, В 220
• Пределы регулирования сварочного тока, А 45 - 140
• Напряжение холостого хода силовой дуги, В 42
• Напряжение холостого хода дежурной дуги, В 87
• Ток подпитки, А 15

На рисунке 1 представлена электрическая схема сварочного аппарата. В нее включены: сварочный трансформатор Т3; силовой выпрямитель на тиристорах VS3, VS4; выпрямитель для питания дежурной дуги на диодах VD6 - VD9, сглаживающий дроссель L1; блок управления силовыми тиристорами на транзисторах VТ1 - VТ5.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема сварочного аппарата с электронным регулированием тока и питанием от сети напряжением 220 В

Основная дуга питается от выпрямителя на тиристорах VS3, VS4; значение сварочного тока меняется путем изменения угла включения тиристоров.

Когда силовые тиристоры закрыты, ток сварочной дуги обеспечивается цепью подпитки на диодах VD6 - VD9 и дросселем L1.

Силовой выпрямитель имеет падающую внешнюю характеристику. Выпрямитель дежурной дуги имеет крутопадающую внешнюю характеристику, и за счет дросселя L1 в цепи дуги поддерживается непрерывный ток, что обеспечивает устойчивое горение дуги и предотвращает осыпание обмазки электродов.

Схема управления состоит из источника питания на трансформаторе Т1, выпрямителя на диодах VD1, схемы синхронизации на транзисторах VT1 и VT5, фазосдвигающего устройства на транзисторах VТ3, VТ4, блока сравнения на транзисторе VТ2, схемы измерителя сварочного тока на трансформаторе тока Т4, цепи управления силовыми тиристорами на тиристорах VS1 и VS2.

Схема синхронизации на транзисторах VТ1, VТ5 предназначена для разряда емкости С3 фазосдвигающего устройства в начале каждого полупериода напряжения питания сети. В момент, когда напряжение сети равно 0, на базе транзистора VТ1 будет 0 (он закрыт), a VТ5 открыт и С3 разряжен; во всех остальных случаях VТ5 закрыт.

В начале каждого полупериода питающего напряжения конденсатор С3 заряжается через VТ2 и R8; в момент, когда напряжение на С3 будет равно напряжению на базе транзистора VТЗ, происходит его открывание, VТ4 и С3 разряжается на I обмотку импульсного трансформатора Т2. С обмотки II и III импульс тока открывает тиристор VS1 или VS2 (открывается тиристор, на аноде которого присутствует положительная полуволна напряжения). Ток управления с обмотки III или IV трансформатора Т1 через открытый тиристор VS1 или VS2 подается на силовой тиристор VS3 или VS4. Из этих тиристоров открывается тот, через управляющий электрод которого протекает управляющий ток. Последний ограничивается резисторами R14 или R15.

Через открытый тиристор VS3 (VS4) протекает ток сварочной дуги, он измеряется трансформатором тока Т4 и через цепь обратной связи VD5, R17, С4, R18, R20, R7 подается на схему сравнения на транзисторе VT2. Напряжение с движка резистора R20 сравнивается с напряжением в точке "А" схемы сравнения. Транзистор VT2 меняет свое внутреннее сопротивление (он работает в активном режиме) в зависимости от разности напряжений в точке "А" и на движке резистора R20. Если ток через сварочную дугу вырос больше, чем задано блоком управления, внутреннее сопротивление VT2 возрастает, конденсатор С1 заряжается медленнее, угол включения силовых тиристоров увеличивается и, следовательно, ток через сварочную дугу уменьшается.

В случае уменьшения сварочного тока ниже, чем задано блоком управления, происходят обратные процессы: угол включения силовых тиристоров уменьшается и, следовательно, ток дуги увеличивается. Таким образом происходит регулирование сварочного тока.

Ток сварочной дуги задается с панели управления путем поворота движка резистора R20. В процессе горения дуги зазор между концом электрода и сварочным изделием меняется, следовательно, меняется и напряжение на дуге. В некоторых случаях (при большом зазоре) оно становится больше, чем напряжение холостого хода силового выпрямителя, и тогда дуга начинает питаться от выпрямителя дежурной дуги, а силовые тиристоры закрываются. В случае уменьшения длины сварочной дуги силовые тиристоры откроются снова, так как в течение всего полупериода через управляющий электрод тиристора протекает ток управления.

Трансформатор Т1 может быть любой мощности, но не менее 20 Вт, первичная обмотка I - на 220 вольт, обмотка II - на 24 вольта, диаметр провода не менее 0,13 мм, обмотка III и IV - на напряжение 12 вольт, диаметр провода не менее 0,25 мм.

Трансформатор Т2 намотан на сердечнике К20х10х5 из феррита 2000НМ. Его обмотки I, II, III - по 50 витков провода ПЭВ-1 диаметром 0,2 мм.

Сердечник трансформатора Т3 - из электротехнической холоднокатаной стали марки 3404 толщиной 0,35 мм (размеры указаны на рис. 2). Обмотка I - 162 витка: две секции по 81 витку медного провода сечением 8 мм2 (2x4 мм). Каждая обмотка II и III - по 32 витка: состоит из двух секций по 16 витков медного провода сечением 15 мм2 (3x5 мм). Обмотки I, II, III имеют изоляцию из стекловолокна, пропитанную теплостойким лаком. Обмотка IV, V - по 93 витка эмалированного провода диаметром 1,7 мм.

Рис. 2. Сварочный трансформатор Т3 (электрическая (а) и физическая (б) схемы расположения обмоток на магнитопроводе): 1 - обмотка I (две секции по 81 витку медного провода сечением 8 мм2); 2,3 - обмотки II и III (каждая - из двух секций по 16 витков медного провода сечением 15 мм2); 4,7 - обмотки V и IV (по 93 витка эмалированного провода диаметром 1,7); 5 -сердечник (холоднокатаная сталь марки 3404, лист s0,35); 6 - магнитный шунт

В качестве трансформатора тока Т4 взят сердечник от трансформатора тока ТК 200, 100/5. Он имеет две первичные

обмотки по одному витку сечением 15 мм2. В качестве провода можно применить сварочный кабель или другой многожильный провод в изоляции. Вторичная обмотка - 400 витков эмальпровода диаметром 0,5 мм. Она намотана на каркас от старой вторичной обмотки.

Сердечник дросселя L1 - из электротехнической стали; сечение магнитопровода (проходящего через обмотку) не менее 12 см2 с немагнитным зазором 1 мм. Число витков эмальпровода диаметром 2,24 мм - 68.

Электронная схема некритична к радиоэлементам, за исключением VТЗ и VТ4 (пара этих транзисторов должна быть аналогом динистора). Резистор R20 должен иметь ручку для регулирования сварочного тока. Резистор R16 - ПЭВ 10. Резистор R15 (R14) собран из трех параллельно включенных одноваттных резисторов по 47 Ом каждый.

Отладка сварочного трансформатора осуществляется поблочно. Сначала он собирается и включается в сеть через предохранитель не менее 30 А. Затем проверяется напряжение на вторичных обмотках: на II и III - до 45 вольт, причем необходимо их включать согласно; на обмотках IV и V - до 90 вольт (включение также согласно). Последовательно с силовыми тиристорами включаются одновитковые обмотки трансформатора тока Т4 таким образом, чтобы он работал в режиме перемагничивания.

После сборки блока управления проверяют импульсы на выходе Т2 и работу схемы синхронизации. Для удобства проверки вместо транзистора VT2 параллельно R9 следует поставить переменное сопротивление 20 кОм и, изменяя его значение, проверить изменение угла включения аналога динистора. Затем собирается вся схема. В цепь сварочной дуги ставится амперметр с током полного отклонения 150 - 200 А. При сварке металла необходимо подстроить резистор R18 так, чтобы при повороте ручки переменного резистора R20 сварочный ток изменялся от 45 до 140 А.

Силовые тиристоры крепятся на стандартные радиаторы; диоды VD6 - VD9 установлены на четыре радиатора площадью 30 см2 каждый.

Сварочный трансформатор успешно и безотказно эксплуатируется с 1993 года по сей день, электронное управление током сварки очень удобно при сварочных работах, особенно в разных пространственных положениях сварочного шва.

Литература:

1. Д.Приймак. В помощь радиокружку - Радио. 1989. №5. с. 79.
2. М.И.Закс, Б.А.Каганский, А.А.Печенин. Трансформаторы для электродуговой сварки. Ленинград: Энергоатомиздат. 1988 г.
3. В.М.Рыбаков. Дуговая и газовая сварка. - Москва: "Высшая школа", 1986 г.

Автор: Н.Зызлаев, г.Самара

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Бактерии производят топливо 25.03.2022 Изучая фермент, с помощью которого бактерии катализируют эту реакцию, ученые обнаружили ключевые структуры, управляющие этим процессом. Правда, как управлять им эксперты пока не знают. Специалисты из Северо-Западного университета (Чикаго, США) смогли найти бактерии, которые производят топливо. Так, был проведен эксперимент, с метанотрофными микроорганизмами. Они потребляют примерно 30 миллионов метрических тонн метана ежегодно. Таким образом бактерии превращают парниковые газы буквально в дизельное топливо. Ученые пока не могут понять, как именно можно использовать эту особенность бактерий на пользу человечества. При этом, во время изучения фермента, с помощью которого бактерии катализируют эту реакцию, ученые выявили главные структуры, управляющие этим процессом. По словам исследователей, метах имеет прочные связи, а потому фермент, который может эти связи разорвать, - настоящее открытие.

Другие интересные новости:

▪ Коже наиболее вредит курение и ультрафиолет

▪ Зубы для питания мясом

▪ Сети мобильных операторов перегружены

▪ Кофеин способствует росту волос

▪ ШИМ-стабилизатор с секвенсором и автоматическим слежением

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Медицина. Подборка статей

▪ статья Витать в эмпиреях. Крылатое выражение

▪ статья Чьи детеныши при родах падают на землю с двухметровой высоты? Подробный ответ

▪ статья Контролер. Должностная инструкция

▪ статья Малогабаритный частотомер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Сингальские пословицы и поговорки. Большая подборка

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026