СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть
Вернуться   СЦБИСТ - железнодорожный форум, блоги, фотогалерея, социальная сеть > Техника > Уголок радиолюбителя

Уголок радиолюбителя Форумы любителей электроники. См. также Железнодорожная связь, Электронная аппаратура ЖАТ

Ответ    
 
В мои закладки Подписка на тему по электронной почте Отправить другу по электронной почте Опции темы Поиск в этой теме
Старый 25.10.2015, 21:35   #1 (ссылка)
V.I.P.
 
Аватар для poster333


Регистрация: 14.05.2015
Сообщений: 255
Поблагодарил: 0 раз(а)
Поблагодарили 8 раз(а)
Фотоальбомы: 0
Загрузки: 14
Закачек: 0
Репутация: 0

Тема: [10-2015] Сварочный аппарат


Сварочный аппарат

Е ГЕРАСИМОВ, станица Выселки Краснодарского края

Особенность представленного в статье трансформаторного сварочного аппарата постоянного тока — электронная регулировка сварочного тона с помощью управляемого тринисторного выпрямителя При соответствующей мощности питающей электросети аппарат пригоден для сварки покрытыми электродами диаметром до 4 мм

Аппарат для сварки изделий из черных металлов весьма полезен в домашней мастерской. В продаже имеется много таки> аппаратов но они до вольно дороги. Дешевые же обеспечивают только переменный сварочный ток, что ухудшает качество сварки. Регулируют сварочный ток таких аппаратов перемещением обмоток трансформатора или переключением их секции а это снижает срок службы аппарата и оперативность работы с ним. Предлагаемый сварочный аппарат лишен этих недостатков.

Схема силовой части аппарата представлена на рис 1. Его основой служит трансформатор Т1 имеющий две вторичные обмотки Четыре секции обмотки III и тринисторы VS1 и VS2 образуют управляемый двухполупериодный выпрямитель. По сравнению с мостовым он обладает более высоким КПД требует меньшего сечения провода вторичной обмотки и содержит меньше выпрямительных элементов (тринисторов).

Регулируют и стабилизируют сварочный ток изменением угла задержки включения тринисторов На выходе выпрямителя имеется дроссель L2 обеспечивающий устойчивое горение дуги и облегчающее зажигание

На диодном мосте VD' с сю ран выпрямитель для подпитки дуги Его выходное напряжение — около 80 В Необходимость в нем вызвана следующими причинами во-первых, при больших углах задержки открывания тринисторов основного выпрямителя дуга горит очень неустойчиво а во-вторых для облегчения ее зажимания к электродам необходимо подвести максимально возможное напряжение. Однако, согласно требованиям [2] оно не должно превышать 80 В На выходе вспомогательного выпрямителя также имеется дроссель L1. Резистор R2 ограничивает ток этого выпрямителя примерно до 7 А (при горящей дуге). В случае "залипания" электрода ток увеличивается до 12 А.


Охлаждение аппарата — принудительное посредством вентилятора Ml Как показывает практика, тринисторы нагреваются не очень сильно и без вентилятора. но его применение позволяет увеличить относительную продолжительность работы под нагрузкой (ПН) и облегчить тепловой режим аппарата, что благоприятно сказывается на его надежности

Блок управления А1 формирует сигналы управления тринисторами и обеспечивает стабилизацию сварочного тока датчиком которого служит транс форматор тока ТЗ По сути, блок представляет собой фазоимпульсный регулятор с обратной связью по току нагрузки. К его достойно, вам можно отнести отсутствие гальванической связи с тринисторами выпрямителя а также то, что формируемые им импульсы поступают на управляющий электрод каждой тринистора только при положительном относительно катода напряжении на его аноде Следует оговориться, что последнее свойство блока управления использовано лишь частично из-за наличия дополнительного выпрямителя подпитки дуги. Питается блок управления от трансформатора Г2.

Схема блоха А1 представлена на рис '£ На транзисторах А1 VT1 и А1 Vi 2 выполнен узел синхронизации с сетевым переменным напряжением причем каждый из транзисторов открывается только в "своем" полупериоде Импульсы с коллекторов транзисторов управляют генератором пилообразного напряжения на химических элементах А1 DD2 1 и А1 OD2.2. включенных параллельно дли увеличения нагрузочной способности На границе полупериодов, когда мгновенное значение напряжения в сети близко к нулю оба транзистора закрыты а напряжение на выводах элементов A1.DD2 1 и A1.DD2.2 имеет низкий логический уровень. Конденсатор Д1.С7 разряжается через открывшийся диод VD11 С началом очередного полупериода открывается транзис-TOpA1.VT1 (ИЛИА1 vT2'и начинается зарядка конденсатора А1 С7 током, текущим через резисторы А * R12 и А1 R1 ?

Полученное пилообразное напряжение подано на инвертирующий вход ОУ A1.DA) служащего компаратором напряжения. На его инвертирующий вход поступает образцовое напряжение и** с подстроечного резистора А1 Н15. В каждом полупериоде, как только напряжение на неинвертирующем входе ОУ А1 LJA1 превысит 0^, на его выходе появляется импульс высокого логического уровня Запаздывание нарастающего перепада этого импульса относительно начала полупериода зависит от напряжения Uа спадающий перепад привязан к моменту перехода натяжения сети через ноль Изменяя образцовое напряжение, можно регулировать длительность открытого состояния
тринисторов, а следовательно, и мощность в нагрузке

Пропорциональное сварочному току напряжение обратной связи на резне торе R1 выпрямляет диодный мост A1.VD5—A1.VD8. Выпрямленное напряжение поступает па переменный резистор R3, служащий регулятором этого тока. Под< троечным резистором Ai R15 устанавливают минимальное значение напряжения срабатывания компараюрэ когда движок .переменного резне тора R3 находится в положении, соответствующем максимальному сварочному току.

Пока сварочный аппарат работает в режиме холостого хода, напряжение на переменном резисторе R3 равно нулю. Образцовое напряжение на инвертирующем входе ОУ А1 DA1 минимально, а на его выходе установлен высокий логический уровень. Длительность открытого состояния тринисторов в этом режиме максимальна, и они работают как обычные диоды

При зажигании дуги напряжение на инвертирующем входе ОУ А1 DA1 увеличивается На его выходе появляются импульсы высокого уровня, длительность которых тем меньше, чем больше сварочный ток. Это ведет к уменьшению длительности открытого состояния тринисторов и соеднею сварочного тока Нетрудно заметить, что когда сварочный ток установлен максимальным (Движок резистора R3 в крайнем правом по схеме положении), обратная связь на работу регулятора не влияет В этом режиме как и при холостом ходе тринисторы работают как диоды а максимальный сварочный ток зависит лишь от параметров трансформатора Т1.

С выхода OV А1 DA1 сигнал поступает на узел контроля дуги построенный на логическом элементе A1.DD2 3. Назначение этого узла — блокировка ра боты регулятора при "залипании" сварочного электрода Для аппарата это практически режим короткого замыкания. На вывод 12 элемента A1.DD2.3 подано напряжение с делителя А1 R18. A1.R19, которое стабилитрон A1.VD14 ограничивает. Для безопасного для микросхемы значения (около 9 В). Пока нагрузка аппарата — сварочная дуга, напряжение на выводе 12 элемента а 1 .DU2.3 соответствует высоком» логическому уровню, поэтому уровень напряжения на выходе этого элемента инвертирован относительно установленного на выходе ОУ А1 DA1 Когда на вы ходе ОУ высокий уровень, низкий уровень с выхода элемента A1.DD2.3 раз решает работу генератора импульсов частотой около 5 кГц на элементах A1.DD1.3hA1 D01.4

При "залипании" электрода напряжение на выходе аппарата резко падает. На выходе элемента A1.DD2.3 уровень становится высоким, запрещая работу генератора подача открывающих импульсов на тринисторы прекращается. В таком состоянии аппарат будет находиться до тех пор. пока не будет устранено короткое замыкание Подстроечным резистором А1 F119 устанавливают напряжение срабатывания узла контроля дуги.

Этот узел можно использовать и для управления сварочным аппаратом с по мощью кнопки |1]. Чтобы реализовать эту возможность следует разорвать цепь вывода 11 блока управления в точке А (см рис 1) и установить в разрыв кнопки с нормально разомкнутыми контактами Тогда управляемый выпрямитель станет работать только при удержании этой кнопки нажатой, а блокировка аппарата при "залипании" электрода сохранится Пачки импульсов с выхода генерато ра, а также импульсы с коллекторов транзисторов А1 VT1 и A1.VT2 поступи ют на логические элементы ИЛИ-НЕ A1.DD1 1 иА1 DD1.2. Высокий уровень появляется на выходе того элемента на обоих входах которого уровень низкий.

На рис. 3 представлены эпюры напряжения в различных точках схемы блоха управления, а также на выходе аппарата (под нагрузкой).

Выходные сигналы элементов A1.DD* 1 hAI.DJI 2 усиливают транзисторы А1 VT3 и А1 VT4, нагруженные первичными обмотками разделительных трансформаторов А1.Т1 и А1 Г2 для защиты транзисторов от ЭДС само индукции первичные обмотки трансформаторов зашунтированы диоднорезистивными цепями АI ft 10, Ai.VDIO и А1 R21 АI VD13.

Блок управления собран на печатной плате изготовленной из фольгированного стеклотекстолита в соответствии с чертежом на рис 4 В нем применены постоянные резисторы МЯТ и подстроечные резисторы СПЗ-Звг Конденсаторы — К73-17, оксидные — любого типа на соответствующее напряжение, например К50-35. Транзисторы КТ315Г можно заменить любыми маломощными кремниевыми транзисторами структуры п-р п. а КТ829А — КТ972А, КТ972Б. Диоды 1N400"’ заменяются на КД105В, КД247А — на КД226А Вместо диодного моста МВ5010 допускается установить четыре отдельных диода на ток не менее 25 А, например, серии Д132 Тринисторы Т160 могут быть заменены другими, рассчитанными на ток 160 А и более например, 1171-2и0 Г123-200. При замене следует учитывать конструктивные особенности тринисторов и их охлаждения.

Микросхемы серии К561 можно заменить их функциональными аналогами из серий К176 или КР1561 а микросхему КР544УД1А — любым ОУ с высоким входным сопротивлением

Двигатель вентилятора — трехфазный АВ-042 2МУЗ мощностью 40 Вт Можно использовать вентиляторы и с другими двигателями.

Трансформатор Т1 изготовлен в соответствии с рекомендациями, изложенными в [3] Его магнитопровод набран из П-образных пластин электротехнической горячекатаной стали толщиной 0,5 мм. собранных вперекрышку. Его размеры, форма v расположение секций обмоток показаны на рис 5 Обмотки трансформатора — дисковые [3). Ширина зазора между обмотками II и III значения не имеет.

Обмотка состоит из двух секции по >00 витков медного провода диаметром 3 мм Обмотка II имеет две секции по 38 витков провода ПЭВ-2 диаметром 1,8 мм Обмотка III разделена на четыре секции по 20 витков медной шины 2x9 мм, В качестве изоляции использована лента шириной 20 мм из хлопчатобумажной ткани.

Секции каждой обмотки расположены на разных кернах магнитопровода (секции обмотки III — попарно). Их номера имеются на рис. 5 Все они бескаркасные намотаны на деревянных оправках Чтобы витки не расползались, их фиксируют тканевой лентой с обязательной последующей пропиткой лаком.

Трансформатор Т2 использован готовый с напряжением на обмотке II 10 .12 В пои токе нагрузки не менее 150 мА Трансформатор тока ТЗ намотан на половине магнитопровода ШЛ 16x20, стянутой хомутом из жести толщиной 0,2 мм. Чтобы не делать лишних соединений, в качестве его перьинных обмоток (по одному витку каждая| использованы выводы обмотки III трансформатора Т1. Вторичная обмотка трансформатора ТЗ имеет 300 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,4 мк

Трансформаторы Т1 и Т2 блока А1 намотаны на магнитопроводах Б26 из феррита 2060НМ без немагнитного зазора. Обмотка I содержит 150 витков, а обмотка II — 100 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,18 мм

Обмотка дросселя L1 намотана на магнитопроводе от трансформатора ТС-180 с немагнитным зазором 1 мм проводом ПЭВ-2 диаметром 1,8 мм до заполнения окна. Дроссель L2 намотан на магнитопроводе ШЛ32-40 с немагнитным зазором 1 мм. Его обмотка содержит 60 витков той же шины, что и обмотка III трансформатора Т1 В качестве материала немагнитных прокладок в магнитопроводы дросселей использован текстолит толщиной 0,5 мм

Резистор R1 — импортный проволочныи Можно применить отечественные С5-35 (ПЭЕ) или С5-37 мощностью 10 Вт либо соединить параллельно пять резисторов МЛТ-2 номиналом 110 Ом

Резистор R2 изготовлен из нихромового провода диаметром 1 мм и длиной 1,7 м намотанного на керамические трубки от диодных столбов КЦ109А, как показано на рис 6 Был испытан вариант параллельного соединения шести регисторов ПЭВ-30 по 18 Ом При "залипании'' электродов они сильно перегреваются, нс поскольку это режим кратковременный, такой перегрев можно считать допустимым. В любом случае рекомендуется поместить резистор R2 для лучшего охлаждения в поток воздуха от вентилятора.

Если бесполезное рассеивание мощности на резисторе R2 нежелательно его можно удалить из аппарата, ограничив ток вспомогательного выпрямителя согласно рекомендациям [1], с помощью батареи соединенных параллельно конденсаторов. Ее включают последовательно с обмоткой II трансформатора Т1 и диодным мостом VD1, Для такой батареи пригодны конденсаторы МБГП суммарной емкостью 240 мкф. Переменный резистор R3 — СП I группы А

Тринисторы должны быть установлены на стандартные охладители (теплоотводы) Диодный мост МВ5010 снабжают отдельным теплоотводом с эффективной охлаждающей поверхностью около 300 см' Транзисторы КТ829А в теплоотводах не нуждаются

Корпус аппарата может быть любым, В авторском варианте все детали аппарата размещены на раме из уголков, согнутых из листовой стали толщиной 2 мм Кожух аппарата изготовлен из стального листа толщиной 0 8 мм Передняя и задняя стенки кожуха выполнены из сварной проволочной сетки с ячейками размерами 10x10 мм. Металлический корпус необходимо заземлить.

Для налаживания аппарата требуются осциллограф и регулируемый источник постоянного напряжения 0 12 В а также мультиметр. Налаживание следует начинать с тщательной проверки правильности монтажа. Убедившись в отсутствии ошибок, подайте на выводы 3 и 4 блока А1 напряжение с обмотки II трансформатора Т2 при отключённых трансформаторе Т1 и вентиляторе С помощью осциллографа убедитесь в наличии аналогичных изображенным на рис 3 импульсов на коллекторах транзисторов VT1 и VT2 а также пилообразного напряжения на конденсаторе А1 С7.

Далее установите движок подстроечного резистора A I.R15 в верхнее по схеме положение, а движок переменного резистора R3 — в правое по схеме положение При этом на выходе ОУ А1 DA1 должен быть постоянный низкий уровень или наблюдаться короткие им пульсы высокого уровня. Затем плавно перемещая движок подстроечного резистора А1 R15 вниз (по схеме 1 доберитесь уменьшения пауз между импульсами вплоть до их пол-но1 о исчезновения и постоянного присутствия на вы ходе ОУ высокого уровня.

Установите движок под строенного резистора A1.R19 в верхнее по схеме положение Затем подайте на вывод 11 блока А1 напряжение -6 В от дополнительного источника и, перемещая движок резистора А1 R1Ь вниз (по схеме), добейтесь появления на выходе элемента А1 DD2.3 низкого уровня. Пачки им пульсов на выходах элементов DD1.1 и DD1.2 должны соответствовать рис. 3 Если нужно изменить частоту импульсов следует подобрать резистор At R23 При уменьшении напряжения на выводе 11 блока А1 ниже 8 В генератор импульсов должен выключаться Далее проверьте наличие импульсов между выводами В 6 и между выводами 7, 8 блока А1 при подключенных управляющих цепях тринисторов VS1 и VS2.

Следующий этап налаживания — проверка работы цепей обратной связи Движок подстроечного резистора А1 R7 переведите в левое по схеме положение на вывод 11 блока А1 временно по дайте напряжение В, а на конденсатор А1 С4 — постоянное напряжение 0...10 В от дополнительного источника При изменении этого напряжения, а также при вращении движка переменного резистора R3 на выходе ОУ Ai .DA1 должны появляться импульсы и изменяться их скважность.




Установите движок резистора R3 в крайнее правое ;по схеме) положение К выходу аппарата подключите лампу накаливания на 36 В мощностью не менее 20 Вт. Временно отключите дрогсель и соедините первичную обмотку трансформатора Т1 с сетью. При этом пампа должна загореться В противном случае следует поменять местами выводы 3 и 4 блока А1. Подавая на конденсатор А1.С4 напряжение от дополни тельного источника, проверьте работу регулятора тока. При увеличении напряжения на этом конденсаторе яркость свечения лампы должна уменьшаться.

Проверьте, в нужную ли сторону вращается вентилятор чтобы изменить направление его вращения необходим поменять местами любые два из трех его выводов. Ток двигателя не должен превышать максимально допустимого значения.

Далее отключите дополнительный источник напряжения, подключите согласно схеме дроссель L1 и вод 11 блока А1. К выходным зажимам аппарата подключите через амперметр на 200 Р сварочные кабели установите движок переменного резистора R3 в положение минимального тока и включите аппарат Зажгите дугу и подстроечным резистором А1 R7 установите в сварочной цепи ток около 40 А Затем, контролируя ток по амперметру проградуируйте шкалу переменного резисторе R3.

ЛИТЕРАТУРА


1. Богданов А. Электронное управление сварочным током — Радио, 2006, № 4, с. 36—38

2. ГОСТ 95-/7. Трансформаторы однофазные однопостовые для ручной дуговой сварки. Общие технические условия — URL http:// files.stroyinf.ru Data 1, 10/10478/ (24 06 15)

3 Володин В. Сварочный трансформатор расчет и изготовление — Радио, 2002, № 11. С 35 36 № 12,1 38. 39
poster333 вне форума   Ответить с цитированием 0
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
сварочный генератор ГД-314 XLR Поиск документации 4 19.06.2019 10:43
Ещё изобрёл простой и эффективный сварочный аппарат. Валентин Боярин Наука и техника 30 09.08.2015 22:05
Сварочные аппараты mpw3000 Поиск документации 0 24.02.2012 20:33
Приставка сварочная ПС15 Admin Wiki 0 27.11.2011 10:19
Сварочный аппарат из компьютерного блока питания Андрей13 Разговоры обо всем 4 18.07.2010 22:14

Ответ


Здесь присутствуют: 1 (пользователей: 0 , гостей: 1)
 
Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.
Trackbacks are Вкл.
Pingbacks are Вкл.
Refbacks are Выкл.



Часовой пояс GMT +3, время: 11:13.

СЦБ на железнодорожном транспорте Справочник 
сцбист.ру сцбист.рф

СЦБИСТ (ранее назывался: Форум СЦБистов - Railway Automation Forum) - крупнейший сайт работников локомотивного хозяйства, движенцев, эсцебистов, путейцев, контактников, вагонников, связистов, проводников, работников ЦФТО, ИВЦ железных дорог, дистанций погрузочно-разгрузочных работ и других железнодорожников.
Связь с администрацией сайта: admin@scbist.com
Advertisement System V2.4