- трансформатор
- розрядників
- КОНДЕНСАТОРИ
- ВИСОКОЧАСТОТНИЙ трансформатор
- Моточні дані:
- RC- Ланцюжок (шунт)
- Зварювальний трансформатор
- МОНТАЖ
- ПІДКЛЮЧЕННЯ
- ВКЛЮЧЕННЯ
- МОДЕРНІЗАЦІЯ
- Схема і фотографія осцилятора зібрана IgMi .
Наша сеть партнеров Banwar
Опубліковано: 3 роки тому
Багато, хто хоч раз в житті користувалися зварювальним обладнанням не укомплектованим системою примусового запалювання дуги, пам'ятають «насолоду» від необхідності стукати електродом по зварюваної деталі, з великою ймовірністю прилипання. Високовольтний осцилятор, підключений до вторинної (силовий) обмотці трансформатора виводить процес зварювання на новий рівень. Хто хоч раз спробує варити з осцилятором, вже не зможе відмовитися від нього в майбутньому.
трансформатор
Трансформатор марки ТС180-2 (можна взяти й інший, просто цей підійшов ідеально для простого і швидкого виготовлення), обов'язково з підвищеним електромагнітним розсіюванням (2х котушковий якраз таким і є, під час намотування обмоток на різні котушки). Первинна нерухомість на одній котушці, а вторинка на інший.
Первинна нерухомість відповідно на 220 вольт, а вторинка на 1000 В.
При використанні даного трансформатора (ТС 180-2) первинку годі й мотати, а послідовно з'єднати кілька обмоток вже наявних на котушці цього трансформатора, а саме 3 найбільші обмотки (номінали є на каркасі трансформатора, це 127В, 59,5В і 43,5В ), разом вийде в сумі 230 вольт - це і буде первинка. З'єднувати потрібно кінець однієї обмотки з початком іншої (обмотки там позначені цифрами, найменший номінал це початок, більший - кінець).
З другої котушки змотуючи всю обмотку (запам'ятовуємо в який бік вона була намотана, в тугіше сторону будемо мотати і наші 1000 вольт, хоча тут напрямок намотування вторинної обмотки не має значення, але я все-таки перестрахувався). Ну а вторинку мотаємо проводом в лакової ізоляції діаметром 0,2 ... 0,25 мм, наприклад марки ПЕТВ-2. Якщо брати діаметр проводу більше, то треба задатися питанням - вміститься чи обмотка. При діаметрі дроту 0,25 мм, котушка заповнюється приблизно на 2/3 (з урахуванням шару ізоляції між кожним шаром обмотки). Моточні параметри трансформатора: кількість витків на вольт - 3,3 витка на вольт. Разом для обмотки 1000 вольт необхідно намотати 3300 витків. Точність не обов'язкова, цілком допустимо намотати 1000 вольт +/- 100 вольт, тобто 3000 ... 3600 витків. Якщо використовуєте інший трансформатор (наприклад ТС 160 або інший), то змотуючи обмотку підрахуйте кількість її витків. Поділивши кількість витків на її напруга отримаємо кількість витків на вольт.
Кожен шар ізолювати один від одного. Я використовував канцелярську липку паперову стрічку, вона добре тримає провід і мотати наступний шар стає зручно. Можна скористатися і іншими ізоляторами, наприклад лакоткань або звичайна трансформаторна папір. Важливо щоб перші шари високовольтної обмотки не перетиналися з подальшими шарами. Це може статися по краях котушки, коли витки скочуються між каркасом котушки і шарами обмоток. Тому липка стрічка повинна заходити на щічки котушки - це не дасть проводу провалитися в нещасливу щілину. Мотати не обов'язково рівно виток до витка, беріть "навалом", нехай не зовсім рівно, зате швидко і на мій погляд навіть краще. Мотайте як ніби це котушка з нитками, не забуваючи, ізолювати кожний наступний шар від попереднього і стежте, щоб крайні витки не скотитися до попередніх верствам.
Коли намотаємо всі 1000 вольт, то з зовні котушку можна обернути товстим папером (та яку змотали при розбиранні цій котушці, на ній ще номінали обмоток написані) - тоді на вигляд вийде, ніби трансформатор і зовсім не розбирали. Між половинками трансформаторного заліза я проклав діелектричні прокладки товщиною 1 мм з декількох шарів щільного паперу (можна використовувати текстоліт). На мій погляд це знизило струми в розряднику, але не обійшлося і без побічних ефектів: струм холостого ходу трансформатора збільшився і він став більше грітися, але не набагато. У осцилляторе ОСМ-2М трансформатор Ш-подібний і там немає цих прокладок. Трансформатор показаний на схемі №1 я теж не розбирав, тому зазор - це моя примха. Робити зазор чи ні, вирішувати вам. Мені здалося, що з ним розрядник деградує менше.
Трансформатор готовий, відкладаємо його в сторону.
розрядників
Далі розрядник - це 2 вольфрамових електроди діаметром 3 мм (або більше), з зазором близько 0,2 мм між собою або менше, але не менше 0 - хоча це не смертельно, принаймні не на довго. Електроди можна взяти у зварника (недогарок від аргонно-дугового зварювання), можна також придбати в магазині спеціалізується на зварювальному обладнанні. Діаметр електродів 3 мм або більше. Зовсім тонкий теж брати не бажано. Я брав ф3мм. Торці електродів рівні (НЕ загострені).
За версією "ВВ" якщо торці розрядника виконані у вигляді, скажімо, двох зустрічних голок, то ударного розряду не відбувається. Відбувається плавне стікання заряду. Енергія розряду на пробій слабка, розосереджена в часі. Інша справа, якщо зустрічні поверхні електродів представляють собою поліровані (обов'язково) частини сфер (тобто немає загострених пікових поверхонь). Стікання не відбувається, а відбувається до певного моменту накопичення енергії, а потім лавиноподібний пробою. Енергія розряду в одиницю часу набагато вище. Округляти і заполірувати легко і просто, можна зробити на алмазному колі. Ідею "ВВ" почерпнув з ефекту Юткіна (ударний розряд в рідині).
Розрядник можна виконати так: беремо 2 невеликих радіатора (ну скажімо кожен із сірникову коробку), але бажано по більше. Радіатори під час холостого ходу майже не гріються, а при роботі осцилятора відчутно нагріваються. Я брав радіатори по більше, см рис.). У радіаторах робимо отвір діаметром з електрод і вставляємо електрод туди, з боку робимо отвір для гвинта для фіксації електрода в радіаторі. У кожному радіаторі також робимо по одному загвинчування отвору (М4 наприклад) для кріплення підводяться до розрядники проводів. Радіатори (з уже вставленими електродами) кріпимо один щодо одного, так щоб зазор між електродами був 0,2 мм +/- 0,1 мм. Дотримувати ідеальної співвісність не обов'язково, іскра буде пробивати там, де зазор мінімальний, але якщо зазор буде більше 0,3 мм, то іскри не буде і треба буде відрегулювати міжелектродний зазор. Для довідки 3000 вольт пробивають 1 мм повітряного зазору (це приблизно та взято з розрахунку електрошокових пристроїв).
Одна з можливих схем розрядника:
Радіатори алюмінієві. Був у мене 1 саморобний, я його навпіл розрізав, відламав кілька зубів і зробив майданчик, щоб було, куди прикріпити текстолітову пластину (завтовшки взяв 8мм, але можна і трохи менше - 6, 5 і навіть 4 мм). Вольфрамові електроди Ф3 стопоряться гвинтами М4 (між електродом і гвинтом я ще алюмінієвий пруток вставив).
Різьба гвинта для регулювання зазору виконана двоступеневої, М6 і М5. За рахунок різниці кроків (1мм і 0,8 мм відповідно) при закручування гвинта, радіатори розходяться, і збільшується зазор між електродами. Межа регулювання вийшов приблизно 0 ... 1,5 мм. Радіатори закріплені на платівці з склотекстоліти товщиною 1,5 мм. Склотекстоліт є діелектриком і здатний згинатися в потрібних межах. Довжина гвинта 60 мм.
На нижньому малюнку умовно показаний розрядник в крайньому розсунутому положенні. При раздвіганіі радіаторів видно, що текстолітові пластини теж нахиляються, намагаючись перегнути гвинт, що не зовсім добре, але цим можна знехтувати, тому що текстолітові пластини трохи підігнути, + зазори в різьбовому з'єднанні виберуться. Від цього кріплення стане тільки жорсткіше, навіть зупиняти гвинт - гайкою, немає необхідності (хоча я після настройки зазору все-таки гаєчку на гвинт навернув. На фото її видно).
Нагадаю, що зазор між електродами становить приблизно 0,2 +/- 0,1 мм.
За 1 оборот гвинта, розбіжність складає на різницю кроків (1-0,8 = 0,2 мм). Відстань від низу до електродів і від електродів до гвинта рівні, тому розбіжність електродів складе 0,2 / 2 = 0,1 мм. Але це не принципово, тому що ми все одно зазор виставляємо нема на розраховане відстань, а на стабільне іскроутворення (тобто досвідченим шляхом). Таким чином, є можливість трохи регулювати потужність розряду на виході осцилятора.
КОНДЕНСАТОРИ
Конденсатори обов'язково високочастотні. Такі як МБГЧ, ФТ-3, К78-2. Номінали на схемі. За схемою видно, що останній шунтирующий конденсатор на 1000 вольт, хоча на виході осцилятора виходить напруга кілька кіловольт. Незважаючи на це, даний конденсатор відмінно справляється зі своїм завданням, в УДГ-501 коштує начебто на 400 вольт.
Я робив зі звичайних (НЕ частотних) конденсаторів - ПКГТ-П, але при роботі вони сильно нагрівалися і осцилятор переставав працювати, поки не охолоне. Тому брати всілякі дурниці типу МБМ і т.п. не можна.
Rонденсатора ємністю 0,033 мкФ вистачає для роботи з довжиною зварювального кабелю до 6 м. Якщо зменшити цей номінал, то розряд буде розсмоктуватися в кабелі і підпалу дуги не вийти. Був варіант з ємністю цього конденсатора 0,0025 мкФ. На холостому ходу іскру давав, а при підключенні зварювальних кабелів, розряд кудись подівся. Він то проскакував, то зникав.
ВИСОКОЧАСТОТНИЙ трансформатор
Далі ферритові кільце К100х60х30 2000 НМ. Можна взяти кілька кілець тонший і скласти їх разом для отримання приблизно такого ж перетину.
Габарити кільця:
Зовнішній діаметр 100 мм
Внутрішній діаметр 60 мм.
Ширина 15 мм - два складених разом дають в сумі 30 мм.
На таке кільце добре намотується вторинна обмотка, яка буде виконана товстим проводом. На менший діаметр намотати буде складніше. Кільце обернути чим небудь по всій довжині, наприклад тканинної стрічкою (кіперна стрічка) або лакотканиною. Я обернув капронової стрічкою. Для більшої надійності можна і лаком залити - я не став, тому що лаку під рукою не було. Товщина фериту особливої ролі не грає. Можна взяти трохи менше і по тонше. Учасники форуму конструювали на ферритах від малих трансформаторів - два строчника складених разом. Застосування малих трансформаторів також бачив в промисловому осцилляторе УДГ-501. У ньому стояло аж 8 строчников.
Моточні дані:
Спочатку мотаємо вторинку (6 ... 8 витків) багатожильним проводом в гумовій ізоляції, перетином таким, за яким буде добре проходити струм від вашої зварювання. На даний кільце можна без проблем намотати проводом перетином 35 мм 2 (і навіть намотували 50 мм 2 в гумовій ізоляції) - цього вистачить, щоб використовувати його в парі з будь-якими установками. Нагадаю, що для використання цього пристрою в парі з аргонодуговим зварюванням досить дроти перетином 16 мм 2, тому що ток там найчастіше не перевищує 100 ... 150 ампер. Але при зварюванні алюмінію завтовшки 30 мм, виходили на ток в 250 А, тут-то пластикова ізоляція проводу, перетином 16 квадратів потекла, довелося перемотати вторинку проводом у гумовій ізоляції, перетином 50 квадратів. Перед намотуванням, визначитеся, спільно з яким пристроєм буде працювати ця приставка. Я намотав проводом 25 мм 2. Витки стягуємо пластмасовими хомутиками (кабельний бандаж / кабельна стяжка) для фіксації дроти на кільці. Досить через виток.
Первинна нерухомість - 1 виток (виходить така собі петелька) багатожильним проводом перетином 0,75 мм 2, в пластиковій або гумової ізоляції. Цей провід ще бажано помістити в пластикову або гумову трубочку (кембрік) для кращої токоізоляціі. Виток повинен бути вільним (не в обтяжку) це добре позначиться на м'якості дуги. Напрямок первинної і вторинної обмотки не має значення, але я знову таки про всяк випадок намотував в одному напрямку.
RC- Ланцюжок (шунт)
Резистор на 22 Ома. Можна і кілька резисторів з'єднати з іншими номіналами, так, щоб в результаті вийшло бажане опір. Потужність брати потужніший (ват на 25), тому що це основна деталь, що відповідає за те, чи буде спалений ваш зварювальний апарат високовольтними, високочастотними імпульсами, які за відсутності цього шунта підуть через силовий транс. Резистор сильно гріється.
Шунт складається з резистора і конденсатора. Дуже якісно запаяти це з'єднання, якщо не хочете потім розплачуватися за згорілі дорогий зварювальний апарат.
Важливо: не переплутати кінці, куди підключається шунт. Уважно дивіться схему.
Я перший запуск робив з неправильно підключеним шунтом і спалив силовий місток сварочніка. Розряд виднівся і в самому силовому трансі і навіть у водному автоматі. На щастя транс не постраждав і після заміни діодів він знову пішов в бій.
Резистор потрібен для прискорення загасання коливань, викликаних роботою осцилятора. Оскільки цей резистор сильно гріється, то в наслідку переробки я викинув його і залишив тільки один конденсатор. Ємність конденсатора рекомендується в межах 0,5 ... 10мкФ. У мене конденсатор 0,25 мкФ прекрасно працює. Для простоти цей шунт у вигляді конденсатора або конденсатора з резистором, можна закріпити на самому зварювальному трансформаторі, тоді не доведеться тягнути додаткового дроти від осцилятора.
Я відчував роботу шунта, підключивши осцилятор до трансформатора 63 вата з вихідним доданими містком на 100 Вольт. Місток не буде пробило. Значить все ОК.
Зварювальний трансформатор
В якості силового блоку можна використовувати звичайний зварювальний трансформатор, промислові апарати, зварювальні випрямлячі (з доданими мостом), навіть апарати з жорсткою характеристикою (дугу зажгёт осцилятор). З інверторними зварювальними не пробував, і вам не раджу, в разі невдачі, їх починають буде складніше.
МОНТАЖ
Провід підходять до що підвищує трансу досить перетином 0,35-0,5 мм 2.
Провід від шунта до клем зварювального трансформатора бажано 2,5 мм 2 - щоб не порвався.
Решта дроти, що з'єднуються конденсатори і розрядник 1 мм 2.
ПІДКЛЮЧЕННЯ
Від зварювального трансформатора йдуть 2 дроти (один на землю, інший на держак).
Той, що на держак чіпляємо на вхід осцилятора, а сам держак чіпляємо на вихід осцилятора. Вхід і вихід - це вторинна обмотка на феритових кільцях (хто з них вхід, а хто вихід визначається підключенням шунта, дивись схему). Другий кінець від трансу так і йде на землю, але до нього ще чіпляємо провід від шунта осцилятора.
Конструктивно осцилятор виглядає у вигляді коробки з габаритами 330х250х150 мм. Ззаду клема (болт М8) для силового кабелю і клема поменше (болт М5) від шунта, провід якої йде на інший кінець зварювального трансформатора. Спереду тумблер включення осцилятора і клема (болт М8) від якої йде провід на держак.
ВКЛЮЧЕННЯ
Подаємо харчування 220 вольт на трансформатор (ТС180-2), між електродами розрядника починає іскритися, що супроводжується відповідним приємним дзижчанням. При підносі зварювального пальника до деталі в середовищі аргону, на відстані приблизно 15 мм пробивається дуга (хочете менше - зменшите зазор в розряднику або зменшіть кількість витків на феритових кільцях). Як показала практика це цілком нормально (тобто було б достатньо і 10 мм, а й 15 мм не заважає). Якщо при включенні, розряду в розряднику немає, то відрегулюйте в ньому зазор. Осцилятор можна випробувати і в холосту, для цього просто піднесіть один до одного обидва кінці вторинної обмотки намотаною на ферритові кільце. На відстані близько 2-4 мм повинен статися пробій повітряного зазору. Нагадаю: тут маємо повітря, а не аргон, і силова напруга від сварочніка тут теж відсутня (воно теж грає свою роль).
МОДЕРНІЗАЦІЯ
Трансформатор можна взяти і меншої потужності. Осцилятор за схемою №2 в холостому режимі за відсутності діелектричних прокладок в трансформаторі споживає струм 0,66 А, при вставлених прокладках S = 1мм, споживаний з мережі струм склав 1,8 А. Якщо будете експериментувати з цим зазором то майте на увазі, що при збільшенні зазору збільшується струм холостого ходу і тим більше гріється трансформатор. При зазорі в 2 мм, споживаний струм склав 2,74 А і трансформатор значно грівся. Конденсатор 0,5 мкФ не є обов'язковим для роботи осцилятора, але він оберігає трансформатор від КЗ при випадковому закорачіваніі розрядника при налаштуванні. Зменшувати конденсатор 0,033 мкФ можна, але не значно, тому що в цьому випадку потужність заряду зменшиться і він загасне в кабелі. А його збільшення призведе до підвищення потужності розряду, що негативно позначиться на довговічності розрядника. Розрядники є і промислового виготовлення, але вони швидше за все не витримають довгострокове включення і вигорить.
Осцилятор можна включати через кнопку, встановлену на пальнику.
Цілком апарат важить трохи менше 8 кг. Він хоч і громіздкий, зате надійний і універсальний.
Теорію про даний апараті можна прочитати в книзі "Трансформатори для зварки" М.І.ЗАКС - Стор 71.
Ось фотографії осцилятора - це старі фотографії і на них конденсатори марки ПКГТ-П, які себе не виправдали і були замінені на МБГЧ і К78-2.
В боковині, в центрі повітряних отворів видно великий отвір, це для регулювання зазору в розряднику. Але користуватися їм не довелося. Налаштував, зібрав і більше не регулював. Якщо і робити щось подібне, то як у військовій розробці аргоновой зварювання - ТІР-315, там ручка регулювання розрядника винесена на панель управління. Таким чином можна в процесі роботи регулювати потужність підпалює дуги.
Схема і фотографія осцилятора зібрана IgMi .
