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:

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Слушая музыку, мы сливаемся с нею 28.05.2025 Музыка - один из древнейших и универсальных способов выражения и восприятия эмоций, способный воздействовать на нас глубже, чем просто звуковой фон. Недавние исследования показывают, что наш мозг и тело буквально сливаются с музыкой, вступая с ней в резонанс на нейронном и физиологическом уровне. Такое открытие помогает понять, почему музыка вызывает не только эмоциональный отклик, но и желание двигаться, танцевать, а иногда даже испытывать экстаз. Международная команда ученых во главе с Эдвардом Ларджем из Университета Коннектикута провела масштабное исследование, объединяющее нейронауку, музыку и психологию. Они подтвердили теорию нейронного резонанса - концепцию, согласно которой наше восприятие музыки возникает не из заранее выученных шаблонов или предсказаний, а из естественных колебаний мозга, которые синхронизируются с ритмом, мелодией и гармонией. Суть теории заключается в том, что мозг не просто пассивно слушает музыку, а активно настраивается на ее частоты, повторяющиеся паттерны и ритмические структуры. Эти устойчивые резонансные модели - универсальные для всех людей, вне зависимости от их музыкального опыта - объясняют, почему мы чувствуем ритм, почему музыка приносит удовольствие и почему появляется желание двигаться под нее. Интересно, что такие процессы охватывают не только кору головного мозга, но и более глубокие структуры, включая спинной мозг и мышцы конечностей. Исследователи подчеркивают, что восприятие музыки связано с динамическими процессами, включающими резонанс, устойчивость и настройку нейронных сетей. В отличие от классической гипотезы, согласно которой мозг строит прогнозы на основе предыдущего опыта, здесь подчеркивается, что музыка "заставляет" мозг и тело реагировать именно потому, что их ритмы и паттерны совпадают. Звуки становятся не просто сигналами, а частями общей системы, которая объединяет восприятие и движение. Теория нейронного резонанса не только объясняет универсальность музыкального опыта, но и предлагает перспективы для практического применения. Например, на ее основе могут быть разработаны инновационные методы музыкальной терапии для пациентов с инсультом, болезнью Паркинсона или депрессией. Кроме того, такие знания помогут создавать искусственный интеллект, способный воспринимать и создавать музыку так же глубоко и эмоционально, как человек. Музыка предстает не просто как набор звуков, а как живой процесс взаимодействия мозга и тела с окружающим миром через механизмы резонанса. Это открытие не только углубляет наше понимание музыки как феномена, но и дает инструменты для улучшения здоровья и развития новых технологий. В конечном итоге, оно доказывает, что слушая музыку, мы становимся частью единого ритма жизни, который объединяет нас на самом глубоком уровне.

Другие интересные новости:

▪ Компас голубя

▪ Дети учатся добру на человеческих историях

▪ Блокчейн-технологии для исследования космоса

▪ В чистом воздухе живут дольше

▪ Вкус шоколада зависит от микробов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электробезопасность, пожаробезопасность. Подборка статей

▪ статья Крыльчатый движитель. Советы моделисту

▪ статья Что такое орторексия? Подробный ответ

▪ статья Электромонтер по обслуживанию электрооборудования электростанций. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Сенсорный выключатель на микросхеме AT90S2313. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Миниатюрная ЧМ радиостанция диапазона 2 метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026