Схема сварочного аппарата с ограничением тока короткого замыкания.

Комментарии: 42Самодельные аппараты
Бывает, соберешь сварочный аппарат, всё устраивает, варит отлично, не греется, но в момент поджигания дуги (в момент касания электрода к свариваемой детали происходит короткое замыкание КЗ) сеть проседает очень сильно, появляется эффект мигания света у соседей или у вас выбивает пробки, что еще хуже.

Что бы избежать этого нужно ограничивать ток КЗ.

Как это сделать показано на схеме.


Схема работает следующим образом:

В режиме холостого хода ток через симистор VS1 течет через первичную обмотку (схема работает в нормальном режиме).

Как только вы коснулись электродом до свариваемой детали, то падение напряжения на дросселе L1 включает реле К1, которое своими контактами К1.1. размыкает цепь тиристора VS1 и тем самым подключает сварочный трансформатор к сети через не полярный конденсатор С1.

Конденсатор С1 работает как реактивное сопротивление ограничивает ток короткого замыкания примерно в 2 раза.

Далее... когда дуга зажглась реле К1 отключается, своими контактами К1.1 подключает симистор в цепь сварочного трансформатора (конденсатор С1 отключается)  и процесс сварки продолжается в нормальном режиме.

Настройка схемы сводится к подбору резистора R2 на устойчивое срабатывание реле К1.

Конденсатор С2 в схеме от 10000 мкф  и выше.

Симистор любой на ток от 50 ампер и класс не ниже 8

Силовые диоды любые на ток от 150 до 200 ампер.


Ответы на комментарии:

График вольт амперной характеристики

Если возникнут вопросы, задавайте их в комментариях.

Автор статьи: Admin Svapka.Ru


Комментариев: 42

1 admin16-07-2010 10:54

premm
Есть самодельный сварочник, тор, около 1 кВт. Первичка медь, диам.2.0 мм. 210 витков. Вторичка-40 витков примерно 25 кв.Варит, режет тройкой вполне нормально. Решил облагародить, добавил мост В-200, фильтр, немного лучше.Поставил дросель десяток витков не очень толстой меди на железе от транса телевизора. Стали выбивать пробки. Даже при малом вторичном токе. Да проблема сети домашней, 2,5 квадрата. 20-30Ампер в сети вполне для меня допустимо. Но больше – не желательно. 2) размер аппарата, вполне меня устраивает, возможности его – тоже. Единственное ток КЗ. Во время зажигания дуги, и если не сразу…., то происходят скачки в сети. Ставлю во вторичку нихром, начинаешь варить – один ток, через пару минут другой. Греется зараза и по тому же закону Ома увеличивает сопротивл. Можно конечно добавить витков, по первичной, вторичной, можно навесить электронику крутую, но это вес и расходы, надёжность. Добавил 20 витков в первичку. Ток КЗ уменьшился, но всё равно зашкаливает. Да и другие параметры меняются соответственно не в большую сторону(по току и напряж.) А если во время зажигания дуги ограничить ток путём добавочных витков, дроселя, R, а потом востановить начальную схему подключения, то скачков не будет, а значит и малым размером можно работать в полную возможность. Возможно ли такое без особого усложнения схемы?

В общем на счет реализации схемы с увелечением количества витков в дросселе ни чего сказать не могу.

Попробуйте эту схему. Сразу оговорюсь, что схему сам не делал, но в принципе должно работать. Я думаю со схемой у вас вопросов не возникнет.

Если не устраивает наличие симистора в цепи первичной обмотки, то можете придумать свою схему коммутации.. например какое нибудь мощное реле на ток 70 ампер и выше (автомобильное от дальнего света) Пробуйте.. идею я вам подал.

Если возьметесь, то потом напишите сюда о своих успехах.

Удачи.

2 premm16-07-2010 19:24

(admin) Спасибо за идею. Буду экспериментировать. Только я уже пробовал через ёмкость, 80, 160 мкф. в первичной последовательно. Резонирует. Сопротивл. индуктивное минус сопротивление ёмкости, получается опять закон Ома.Хотя ёмкость применяют для ограничения переменного тока в маломощных тр-сах. Может попробовать составной полярный конденсатор? Не пробовал. Может за счёт утечки не будет резонировать. А идея-схема хорошая. Именно то, что я ищу. Спасибо.

3 admin16-07-2010 20:42

premm

Конденсатор будет включаться в момент тока КЗ, то есть под нагрузкой и резонанса не будет. У вас резонанс был на холостом ходу. А здесь совсем другое.

5 tesla77.722-10-2010 23:26

Эта схема совсем не нужна , просто нужно правильно мотать транс. Для электродуговой сварки нужна крутопадающая ВАХ т.е. во время зажигания дуги напряжение на выходе сварочного (прямо на сварочных концах после балластника если есть), должно падать с напряжения холостого хода (40-70В) до напряжения на зажжённой дуге (20-25В). При этом происходит саморегуляция процесса сварки (дуга горит стабильно).

Добиться такой характеристики можно правильной намоткой транса. Обмотки должны быть разнесены (первичка на одной стороне, вторичка на другой).

Либо внешними приспособлениями: балластник (сопротивление), дроссель.

Балластник можно сделать в виде пружины из нихрома, фехрали или стали, диаметром не менее 3-4мм. Им же регулируется сварочный ток.

Более предпочтительно намотать дроссель. Например на нескольких сердечниках от телека, таким же проводом что и вторичка транса. Подбираете количество витков (по качеству сварки) и наслаждаетесь.

А та схема что приведена это полное г...но! ВАХ характеристика получится ступенчатой, да и настроить её нужно суметь. Не с каждым дросселем будет работать. Варить транс с такой прибудой не будет!!!!!

6 admin23-10-2010 00:52

tesla77.7

Спасибо за вашу теорию.. Но как бы схема о другом.

7 tesla77.723-10-2010 02:33

О чём о другом?

Время срабатывания реле К1 во много раз больше того времени, в течении которого нарастает ток короткого замыкания.

В результате мы зажигаем дугу ток короткого замыкания уже достиг своего значения а реле ещё не успело сработать и ограничить ток короткого замыкания.

А значит по первичке а соответственно по сети будут проскакивать токи короткого замыкания но в К раз меньше (К-коэфициент трансформации).

Свет будет так же мигать.

Самый простой вариант это балластник по вторичке.

С уважением tesla77.7

8 premm23-10-2010 03:54

Трансформатор и его качество сварки, мощность, претензий не вызывает. Единственно скачки при КЗ холодного электрода. Ток сварки первичной - 10-12 А. Ток первички КЗ 60-70А. Добавил 20 витков первички. можно ещё но это не выход. А никто не пробовал отводы первички шунтировать ёмкостью? 1-2-3 допустим 2-3 зашунтировать ёмкостью?! Или после зажигания дуги подключать ёмкость? Что это даст?

9 admin23-10-2010 05:30

tesla77

О чём о другом?

У человека как бы готовый трансформатор, а вы советуете ему перемотать его.

Он попросил меня как можно реализовать.. я посоветовал, дал направление для решения. Сам не реализовывал (писал в комментарии).

Время срабатывания реле К1 во много раз больше того времени, в течении которого нарастает ток короткого замыкания.

Ни чего подобного. Реле по схеме включено, и на отключение его требуются минимум времени. Можно настроить, что бы отключалось еще раньше, ограничевая тем самым ток КЗ.

На счет вкл/откл реле можно реализовать другую схемку(более точную), которая срабатывала бы и отключалась при определенных напряжениях на дросселе L1.

10 tesla77.723-10-2010 06:54

У человека как бы готовый трансформатор, а вы советуете ему перемотать его.

Я не советую перематывать (хотя это было бы очень желательно), я предлагаю использовать балласт или дроссель.

и на отключение его требуются минимум времени

Реле отключается минимум за десятые доли секунды, а токи КЗ успевают достигать своих максимальных значений за сотые доли. Так что механика здесь бесполезна .

Можно применить схему регулировки тока на тиристорах/симисторе с обратной связью по току. Такие схемы встречались мне в рунете, они способны создавать крутопадающую ВАХ. Но ИМХО новичок не соберёт.

С уважением tesla77.7

11 саша29-10-2010 05:58

Всем привет помогите мне разобратся вот в чем. Живу в сельской месности и сварочный апарат у нас крайняя необходимость. Много лет назад на фирме по ремонту двигателей попросил намотать мне хороший сварочник на мое железо. Зделали, работает, на в процесе сварки напряжение садит на треть, соседи ругаются. Варю тройкой через сопротивление но все равно без толку. Подскажите почему это может происходить потому что уже собрал тороид для другого апарата и не хочу получить тот же эфект. Может нужно провести над ним какието замеры. Заранее благодарен.

12 tesla77.730-10-2010 00:12

Всем привет помогите мне разобратся вот в чем. Живу в сельской месности и сварочный апарат у нас крайняя необходимость.

У вас скорее всего сеть изначально слабая, и как намотан ваш сварочный? На чём?

Какое напряжение на выходе? Чем меньше напряжение на выходе, тем меньше просадка сети, но при этом и электрод хуже зажигается.

При намотке не стоит делать напряжение на выходе меньше 40-45В. Для работы на слабой сети напряжение должно быть не больше 50-55В.

Если расскажите поподробнее может быть что и надумаем, например конденсаторы по первичке

13 саша30-10-2010 03:28

Спасибо за отзив. напряжение на вторичке 60 вольт. Ток померять не чем, но при необходимости четверкой я могу спокойно резать. Что касается напряжения сети то с этим у нас действительно проблемы 200 вольт, а в зимнее время и того нет. Но, брал у зятя апарат фабричного производства и каковым было мое удивление когда я работал на нем тройкой и напряжение в сети почти не падало. Думал внутри чтото сверх естественное, разобрал. Ничего сверх естественного я не увидел обыкновенный "Ш" образный транс на котором внутри намотаны катушки одна возле другой. Площадь железа 33,25 см2, 272 витка первички да 40 вторички все алюминевые и больше ничего нет. Моя бандура весит килограм 50-55 и я таскаю его по всему двору.

Раскажите для чего нужен кондер что он может дать.

Как в домашних условиях померять ток вторички.

14 tesla77.730-10-2010 17:38

Спасибо за отзив. напряжение на вторичке 60 вольт.

60В по вторичке, для слабой сети многовато! Можете уменьшить до приведённых мной значений (отмотайте немного витков вторички или домотайте первичке).

Что касается напряжения сети то с этим у нас действительно проблемы 200 вольт, а в зимнее время и того нет

При намотке транса желательно предусмотреть отводы на пониженное напряжение сети (например 220 200 180 160В) и включать транс в зависимости от сети

Площадь железа 33,25 см2, 272 витка первички да 40 вторички все алюминевые и больше ничего нет

У этого аппарата, судя по виткам, напряжение на вторичке было не больше 40В.

Так обычно сделаны китайские сварочные да итольяшки

Раскажите для чего нужен кондер что он может дать.

Если по научному, конденсатор компенсирует индуктивную составляющую потребляемого тока т.е. нагрузка на сеть уменьшается. Конденсатор будет полезен если обмотки сварочного разнесены друг от друга. Проблема в том, что конденсаторы типа МБГЧ и ему подобные, достаточно дороги

Как в домашних условиях померять ток вторички

Вам нужны токо измерительные клещи, стоят они у нас, пару сотен рублей. Продаются там же где и разнообразные тестеры и мультиметры.

С уважением tesla77.7

15 саша04-11-2010 03:36

Всем доброй ночи. У вас Тесла 77 прошу прощения за молчание и за то, что возможно заставлю вас нервничать от своих тупых вопросов. Как уже упоминал ранее я собрал тороид площадью 34.2 см2 на котором имею огромное желание сделать сварочник один раз и навсегда. Но передо мной стала проблема в расчетах из всех формул которыми я пользовался у меня получается то первичка около 600 витков, то мощность железа маленькая для моей мечты. ПОМОГИТЕ В РАСЧЕТАХ ПЕРВИЧКИ(количества витков и протекающего в ней тока)И ОПРЕДИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ЖЕЛЕЗА(номинальной и необходимой)

P.S ток вторички планировал 160А напряжение 50-55В. Вчера намотал на свой тороид 34 витка из алюминьки подключал к нему напряжение делал замеры на определенных участках, составлял кривую в общем умничал,делая вид что определяю насыщеность железа хотя что это означает и зачем я это делал не пойму. Может мне поделится своими замерами и ничего считать не надо?

Что касается конденсатора спасибо за подсказку я обязательно попробую и о результатах напишу у нас такие кондеры стоят 1 гривна микрофарад при том что пачка сигарет WINSTON 9 гривен, НО СКОЛЬКО МИКРОФАРАД НУЖНО?

16 tesla77.704-11-2010 18:24

Добрый день

Но передо мной стала проблема в расчетах из всех формул которыми я пользовался у меня получается то первичка около 600 витков, то мощность железа маленькая для моей мечты.

Что то странные результаты у вас получаются, по моим очень приближённым данным должно быть 250-300 витков.

А мощность как считали? По сети ходит множество разнообразных методик расчёта, и не всем из них стоит доверять.

И ОПРЕДИЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ЖЕЛЕЗА(номинальной и необходимой)

Габаритная мощность трансформатора (она же и номинальная), это такая величина, которая зависит от многих факторов. Её величина в первую очередь зависит от условий отведения тепла от транса. Например с вашего железа можно снять столько мощности, что вам и не снилось (при принудительном охлаждении в масле, с правильной намоткой и правильном напряжении можно снять и 500-600 ампер сварочного тока).

Если интересно, необходимая мощность считается произведением сварочного тока на напряжение на вторичке.

Вам же советую полностью отказаться от расчёта габаритной мощности, её учитывать не обязательно

ПОМОГИТЕ В РАСЧЕТАХ ПЕРВИЧКИ(количества витков и протекающего в ней тока)
P.S ток вторички планировал 160А напряжение 50-55В

Ток первички при заданном токе вторички можно запросто рассчитать:

Делите напряжение сети на напряжение на вторичке 220В/50В=4,4

А теперь делите ток вторички на эти 4,4 160А/4,4= 36,3 ампер.

Добавляете процентов 20 к полученному результату.

Теперь вы знаете какой ток будет течь по первичке, при заданном токе вторичке.

Может мне поделится своими замерами и ничего считать не надо?

Результаты в студию

НО СКОЛЬКО МИКРОФАРАД НУЖНО?

Конденсаторы помогут только при правильной намотке. Обмотки должны быть разнесены (первичка на одной половине железа, вторичка на другой), расчитать на вашем железе невозможно , если только подобрать экспериментально (но это не так просто). Но если получится нагрузка на сеть серьёзно уменьшится

А без правильной намотки, вряд ли поможет.

С уважением tesla77.7

17 саша07-11-2010 06:07

Добрый вечер Как я уже и писал я проводил измерения над своим тором,а именно намотал на него 34 витка алюминьки 2.5см2 по всему тору и подключил ЛАТР по два вольта подавал напряжение и вот что получилось:4В-0.4А; 6в-0.6А; 8В-0.8А; 10В-1А; 12В-1.3А; 14В-1.4А; далее ток начинает стремительно увеличиватся 16В-2А; 18В-2.8А; 20В-3,6А; 22В-4.5А; 24В-5.9А; 26В-7.8А; 28В-10А; 30В-11.1А далее амперметр у меня закончился. Для чего вообще проводят такие измерения а то я в сети начитался но так ничего и не понял. Означает ли это что при токе ХХ 1А кол. витков на вольт будет равно 34\10=3.4 витка на вольт.

В ходе намотки тора я планировал разнести обмотки и 2\3 покрыть первичкой 1\3 вторичкой правильно ли это или может на пополам сделать? Так же в обязательном порядке буду делать воздушное охлаждение как на китайцах, на чем в таком случае я смогу сэкономить?

18 admin07-11-2010 20:33

саша
Для чего вообще проводят такие измерения?

Для точного расчета трансформатора.

Построил по вашим расчетам график вольт амперной характеристики: См выше после статьи^^

Интересно, какая площадь у вашего сердечника.

19 tesla77.708-11-2010 23:40

Саша

Судя по данным, которые вы прислали железо у вас не очень. При 34 витках, на 24 вольтах, ток уже достигает 5,9А. А желательно быть в несколько раз меньше , это говорит о достаточно больших потерях в железе.

Но сделать можно, первичка должна быть 300-330 витков. Намотаете и если будет греться на холостом ходу, домотаете ещё.

В ходе намотки тора я планировал разнести обмотки и 2\3 покрыть первичкой 1\3 вторичкой правильно ли это
Можно и так , только в этом случае нужно быть готовым к тому, что с первого раза не получится (сварочный ток может получиться как большой, так и маленький).

Большой ток ещё можно убавить баластником (спиралью) или уменьшив напряжение вторички, а вот чтобы увеличить ток, придётся часть первички перемотать поверх вторички. Так же желательно сделать отводы по вторичке, на пониженное напряжение (24 36 42 50В) иногда они бывают очень нужны.

С уважением tesla77.7

20 саша11-11-2010 03:49

Добрый вечер.

Площадь составляет 36см2 и это без учета того, что собирал я его впервые и у меня получились большие зазоры между пластинами хотя в ходе сборки я проварачивал их и слегка обстукивал. К тому же с железом на украине проблемы все сдали на метал,отправили китайцам, а они сделают из него свистки и продадут нам. и по этому купил я его на пункте приема лома, перед этим ктото обжигал на нем обмотку и оно потеряло свой защитный слой.

Раскажите о этих расчетах подробнее, розьясните мне как вы узнали что железо слабовато(по чем это видно), и что означает отмеченая вами точка"оптимальное"

21 admin11-11-2010 04:04

саша
что означает отмеченая вами точка”оптимальное

После этой точки, ток начинает резко увеличиваться, это говорит нам, что сердечник трансформатора перешел в режим насыщения. Работа в таком режиме не желательна, так как сердечник будет сильно греться со всеми вытекающими отсюда проблемами.

На другие вопросы я не отвечал.. ждите ответа tesla77.7

22 саша11-11-2010 10:55

Вы имеете ввиду работу транса в режиме ХХ?

23 admin11-11-2010 19:57

саша
Вы имеете ввиду работу транса в режиме ХХ?

Да.

24 tesla77.713-11-2010 04:41

Добрый вечер

собирал я его впервые и у меня получились большие зазоры между пластинами хотя в ходе сборки я проварачивал их и слегка обстукивал

При сборке железа нужно стремится чтобы эти зазоры были минимальными. Большие зазоры (особенно в местах стыках пластин), увеличивают ток холостого хода (ХХ).

перед этим ктото обжигал на нем обмотку и оно потеряло свой защитный слой.

Это всё объясняет , изменились свойства железа (уменьшилась индукция насыщения = возросли потери в железе), а так же нарушилась изоляция пластин (опять же возросли потери в железе). Если возрастают потери в железе то соответственно возрастает ток ХХ, а значит есть вероятность что он начнёт греться на ХХ.

Мотайте экспериментально, ваша задача: достичь минимального тока ХХ, сердечник не должен греться на ХХ, ну и количество витков должно быть в пределах разумного.

25 admin15-11-2010 05:28

саша
Добрый вечер.
Площадь составляет 36см2...

По моим расчетам первичная обмотка рассчитанная на 230 вольт при токе холостого хода 1.4 ампер в вашем конкретном случае имеет 398 витков.

Если намотаете на этом сердечнике и ток будет именно 1,4 ампера при 398 витках и напряжения в сети 230 вольт, сообщите пожалуйста.

Страницы комментариев