Володин В.Я. Създаваме модерни заваръчни машини

На пазара има много евтини полуавтоматични заваръчни машини, които никога няма да работят правилно, тъй като първоначално не са направени правилно. Нека се опитаме да поправим това на заваръчна машина, която вече е станала неизползваема.

Попаднах в ръцете на китайска полуавтоматична заваръчна машина Vita (по-нататък просто ще я наричам PA), в която изгоря силовият трансформатор, приятелите ми просто ме помолиха да го поправя.

Оплакаха се, че докато още работят, е невъзможно да сготвят нещо, силни пръски, пукане и т.н. Затова реших да го вразумя и в същото време да споделя опита си, може би някой ще ми дойде по-удобно. При първата проверка разбрах, че трансформаторът за PA не е навит правилно, тъй като първичната и вторичната намотки са навити отделно, снимката показва, че е останала само вторичната, а първичната е навита наблизо (така е трансформаторът донесе ми).

А това означава, че такъв трансформатор има рязко падаща CVC (характеристика на напрежението) и е подходящ за дъгова заварка, но не и за PA. За Pa е необходим трансформатор с твърда IV характеристика и за това вторичната намотка на трансформатора трябва да бъде навита върху първичната намотка.

За да започнете да пренавивате трансформатора, трябва внимателно да развиете вторичната намотка, без да повредите изолацията, и да отрежете преградата, разделяща двете намотки.

За първичната намотка ще използвам меден емайлиран проводник с дебелина 2 мм, за пълно пренавиване ще ни бъдат достатъчни 3,1 кг медна тел или 115 метра. Навиваме намотка на намотка от едната страна на другата и обратно. Трябва да навием 234 завоя - това са 7 слоя, след навиване правим кран.

Изолираме първичната намотка и крановете с платнена лента. След това навиваме вторичната намотка с проводника, който размотахме по-рано. Навиваме плътно 36 оборота, с дръжка от 20 mm2, приблизително 17 метра.

Трансформаторът е готов, сега нека се заемем с дросела. Газовата клапа е също толкова важна част в PA, без която няма да работи правилно. Направен е неправилно, защото няма пролука между двете части на магнитната верига. Ще навивам дросела на желязо от трансформатора TS-270. Разглобяваме трансформатора и вземаме от него само магнитната верига. Навиваме проводник със същото напречно сечение като на вторичната намотка на трансформатора на една ролка на магнитната верига или на две, свързвайки краищата последователно, както желаете. Най-важното в дросела е немагнитната междина, която трябва да бъде между двете половини на магнитната верига, това се постига чрез текстолитни вложки. Дебелината на уплътнението варира от 1,5 до 2 мм и се определя експериментално за всеки случай поотделно.

Глава 1
1.1. Изобретението на електрическото заваряване
1.2. Развитието на електрическото заваряване през 20 век
Глава 2 Основи на дъгово заваряване
2.1. Електрическа дъга
физическо лице
Волт-амперни характеристики
Ръчно заваряване с постоянен ток
Полуавтоматично DC заваряване
AC заваряване
2.2. Процес на заваряване
TIG заваряване
заваряване на консумативи електроди
Метален трансфер
2.3. Основни характеристики на източниците на заваръчна дъга
Глава 3 Симулатор на SwCAD III
3.1. Симулация на захранването
Възможности за симулация
Програми за моделиране на електронни схеми
Характеристики на LTspice/SwitcherCAD III
3.2. Работа на програмата SwCAD III
Стартиране на програмата
Начертаваме проста мултивибраторна схема на компютър
Дефиниране на числени параметри и типове схематични компоненти
Симулация на работата на мултивибратор
3.3. Симулация на най-простото захранване
Ниско напрежение DC захранване
Тестов възел
Глава 4 Източник за заваряване с променлив ток
4.1. MMA заваряване
Условия за висококачествено заваряване
Модел AC дъга
Заваръчен източник с баластен реостат (съпротивление)
Заваръчен източник с линеен дросел (индуктивно реактивно съпротивление)
Заваръчен източник с дросел и кондензатор
4.2. заваръчен трансформатор
Характеристики на специализираните заваръчни трансформатори
Как да изчислим индуктивността на утечка?
Изисквания към заваръчен трансформатор
Изчисляване на заваръчния трансформатор
Прецизиране на конфигурацията на прозореца на Transformer Core
Изграждане на източник за заваряване с променлив ток
Глава 5. Заваръчен източник за полуавтоматично заваряване
5.1. Основи на полуавтоматичното заваряване
5.2. Изчисления на елементите на веригата
Определяне на параметри и изчисляване на силовия трансформатор на източника
Процедура за настройка на модела
Изчисляване на омичното съпротивление на намотките
Изчисляване на индуктивността и съпротивлението на намотките на трансформатора
Изчисляване на габаритните размери на трансформатора
Завършване на изчисляването на трансформатора
Изчисляване на индуктора на източника на ток на подхранване
5.3. Описание на дизайна на прост източник за полуавтоматично заваряване
Схема на прост източник за полуавтоматично заваряване
Части за полуавтоматично заваряване
Проектиране и производство на заваръчен трансформатор
Дизайн на дросела
Връзка с източник
Глава 6. Заваръчен източник за полуавтоматично заваряване с тиристорен регулатор
6.1. Контрол на заваръчния ток
6.2. Осигуряване на непрекъснатост на заваръчния ток
6.3. Изчисляване на заваръчния трансформатор
6.4. Контролен блок
6.5. Описание на конструкцията на заваръчния източник с тиристорен регулатор
Схема на веригата
Подробности
Дизайнът на заваръчния трансформатор
Дизайн на дросела
Връзка с източник
Глава 7. Електронен контролер на заваръчния ток
7.1. Многостанционно заваряване
Многостанционно заваряване с връзка чрез индивидуален баластен реостат
Електронен аналог на баластния реостат ERST
7.2. Изчисляване на основните единици на ERST
7.3. Описание на ERST
Основни опции за защита.
Предназначение на основните звена на ERST
Принцип на действие
Принципът на действие и настройка на блок А1
Принципът на действие и настройка на блок А2
Принципът на работа на стабилизатора
Настройка
Формиране на външни характеристики на ERST
Принципът на работа на блока за управление ERST
Принципът на работа на ключовия транзисторен драйвер
Окончателна настройка на ERST
Глава 8. Инверторен заваръчен източник
8.1. Праистория
8.2. Общо описание на източника
8.3. Препоръки за самостоятелно производство на ISI
8.4. Изчисляване на предния преобразувател на трансформатора
8.5. Производство на трансформатори
8.6. Изчисляване на загубите на мощност на транзисторите на преобразувателя
8.7. Изчисляване на дросела на филтъра на заваръчния ток
8.8. Симулация на работа на конвертора
8.9. Изчисляване на токов трансформатор
8.10. Изчисляване на трансформатора за галванична изолация
8.11. PWM контролер TDA4718A
Блок за управление (BU)
Генератор с контролирано напрежение (VCO)
Генератор на напрежение на трион (SPG)
Фазов компаратор (FC)
Тригер за броене
Компаратор К2
Спусък за изключване
Компаратор К3
Компаратор К4
Мек старт
Задействане на грешка
Компаратори K5, K6, K8 и VRF свръхток
Компаратор K7
изходи
Референтно напрежение
8.12. Блок за управление на инверторен заваръчен източник "RytmArc"
електрическа схема
Възли на контролния блок
8.13. Формиране на товарната характеристика на източника
Основните раздели на CVC
Средства за образуване на CVC
8.14. Метод за настройка на CU
8.15. Използване на алтернативен PWM контролер
Замени на остарелия TDA4718A PWM контролер
Характеристики на чипа TDA4718A
8.16. драйвер на трансформатор
Глава 9
9.1. Как да тествате непознато желязо?
9.2. Как да изчислим трансформатор?
9.3. Как да изчислим дросел на сърцевината?
Функции за изчисление
Пример за изчисление No1
Пример за изчисление No2
Пример за изчисление No3
9.4. Как да изчислим радиатора?
9.5. Как да си направим заваръчни електроди?
Списък на използваната литература и интернет ресурси

Глава 1
Малко история
1.1. Изобретението на електрическото заваряване
1.2. Развитието на електрическото заваряване през 20 век

Глава 2
Основи на дъгово заваряване
2.1. Електрическа дъга
физическо лице
Волт-амперни характеристики
Ръчно заваряване с постоянен ток
Полуавтоматично DC заваряване
AC заваряване
2.2. Процес на заваряване
TIG заваряване
заваряване на консумативи електроди
Метален трансфер
2.3. Основни характеристики на източниците на заваръчна дъга

Глава 3
Симулатор LTspice IV
3.1. Симулация на захранването
Възможности за симулация
Програми за моделиране на електронни схеми
Характеристики на LTspice IV
3.2. Работа на програмата LTspice IV
Стартиране на програмата
Начертаваме проста мултивибраторна схема на компютър
Дефиниране на числени параметри и типове схематични компоненти
Симулация на работата на мултивибратор
3.3. Симулация на най-простото захранване
Ниско напрежение DC захранване
Тестов възел

Глава 4
Заваръчни източници на променлив ток
4.1. Особености на терминологията
4.2. Основни изисквания за източник на заваряване
4.3. Модел AC дъга
4.4. Заваръчен източник с баластен реостат (съпротивление)
4.5. Заваръчен източник с линеен дросел (индуктивно реактивно съпротивление)
4.6. заваръчен трансформатор
4.7. Как да изчислим индуктивността на утечка?
Индуктивност на утечка на трансформатор с цилиндрични намотки
Индуктивност на утечка на трансформатор с раздалечени намотки
Индуктивност на утечка на трансформатор с дискова навивка
4.8. Изисквания към заваръчен трансформатор
4.9. Класически източник на променлив ток
Изчисляване на заваръчен трансформатор с развито магнитно разсейване

Изграждане на източник за заваряване с променлив ток
4.10. Източник на заваряване Budyonny
Начини за намаляване на количеството консумиран ток
Структурна и електрическа схема на заваръчния източник Budyonny
Общи принципи за проектиране на заваръчен източник
Модел на заваръчен източник Budyonny
Преодоляване на ограниченията на дизайна на заваръчния източник на Будьони
Определяне на общата мощност на трансформатора
Избор на ядро
Изчисляване на намотката
Изчисляване на магнитен шънт
Изчисляване на индуктивността на изтичане
Симулация на резултатите от изчисленията
Дизайн на заваръчен източник с алтернативен дизайн на трансформатор
4.11. Заваръчен източник с резонансен кондензатор
Изчисляване на заваръчен източник с резонансен кондензатор
Изчисляване на заваръчния трансформатор
Проверка на разположението на намотките в прозореца на заваръчния трансформатор
Изчисляване на индуктивността на изтичане
Симулация на източника на заваряване
4.12. Стабилизатори на AC дъга
Характеристики на AC заваръчната дъга
Принципът на работа на стабилизатора на дъгата
Първата версия на стабилизатора на дъгата
Подробности
Втората версия на стабилизатора на дъгата
Подробности

Глава 5
Заваръчен източник за полуавтоматично заваряване
5.1. Основи на полуавтоматичното заваряване
5.2. Изчисления на елементите на веригата
Определяне на параметри и изчисляване на силовия трансформатор на източника
Процедура за настройка на модела
Изчисляване на омичното съпротивление на намотките
Изчисляване на индуктивността и съпротивлението на намотките на трансформатора
Изчисляване на габаритните размери на трансформатора
Завършване на изчисляването на трансформатора
Изчисляване на индуктора на източника на ток на подхранване
5.3. Описание на дизайна на прост източник за полуавтоматично заваряване
Схема на прост източник за полуавтоматично заваряване
Части за полуавтоматично заваряване
Проектиране и производство на заваръчен трансформатор
Дизайн на дросела
Връзка с източник

Глава 6
Заваръчен източник за полуавтоматично заваряване с тиристорен регулатор
6.1. Контрол на заваръчния ток
6.2. Осигуряване на непрекъснатост на заваръчния ток
6.3. Изчисляване на заваръчния трансформатор
6.4. Контролен блок
6.5. Описание на конструкцията на заваръчния източник с тиристорен регулатор
Схема на веригата
Подробности
Дизайнът на заваръчния трансформатор
Дизайн на дросела
Връзка с източник

Глава 7
Електронен контролер на заваръчния ток
7.1. Многостанционно заваряване
Многостанционно заваряване с връзка
чрез индивидуален баластен реостат
Електронен аналог на баластния реостат ERST
7.2. Изчисляване на основните единици на ERST
7.3. Описание на ERST
Основни опции за защита
Предназначение на основните звена на ERST
Принцип на действие
Принципът на действие и настройка на блок А1
Подробности
Принципът на действие и настройка на блок А2
Принципът на работа на стабилизатора
Подробности
Настройка
Формиране на външни характеристики на ERST
Принципът на работа на блока за управление ERST
Принципът на работа на ключовия транзисторен драйвер
Окончателна настройка на ERST

Глава 8
Инверторен заваръчен източник
8.1. Малко история
8.2. Общо описание на източника
8.3. Препоръки за самостоятелно производство на ISI
8.4. Изчисляване на предния преобразувател на трансформатора
8.5. Производство на трансформатори
8.6. Изчисляване на загубите на мощност на транзисторите на преобразувателя
8.7. Изчисляване на дросела на филтъра на заваръчния ток
8.8. Симулация на работа на конвертора
8.9. Изчисляване на токов трансформатор
8.10. Изчисляване на трансформатора за галванична изолация
8.11. PWM контролер TDA4718A
8.12. Схематична диаграма на управляващия блок на инверторния заваръчен източник "RytmArc"
8.13. Формиране на товарната характеристика на източника
8.14. Метод за настройка на CU
8.15. Дистанционен контролен панел (модулатор)
8.16. Използване на алтернативен PWM контролер
8.17. драйвер на трансформатор
8.18. Амортисьорна верига, която не разсейва енергия

Глава 9
Инверторен заваръчен източник COLT-1300
9.1. общо описание
За какво е тази глава
Предназначение
Основни характеристики
9.2. Силова част
Данни за навиване
9.3. Контролен блок
Функционална диаграма
Принцип на действие
електрическа схема
Реализация на функцията Anti-Stick
Реализация на функцията Arc Force
9.4. Настройка

Глава 10
Полезна информация
10.1. Как да тествате непознато желязо?
10.2. Как да изчислим трансформатор?
10.3. Как да изчислим дросела на сърцевината?
Функции за изчисление
Пример за изчисляване на дросел №1
Пример за изчисление на дросел №2
Пример за изчисление на дросела №3
10.4. Изчисляване на дросели с прахова сърцевина
Предимства на праховите ядра
Адрес на софтуера за проектиране на индуктор и неговата инсталация
Функции за автоматично изчисление на софтуера за проектиране на индуктор
Допълнителни функции на софтуера за проектиране на индуктор
Лента с менюта на софтуера за проектиране на индуктор
Пример за изчисление на дросела в софтуера за проектиране на индуктор
Дизайн на магнитен индуктор с помощта на прахови ядра
Пример за изчисляване на индуктор в дизайна на индуктор Magnetics с помощта на прахови ядра
10.5. Как да изчислим радиатора?
10.6. Хистерезис модел на нелинейната индуктивност на симулатора LTspice
Кратко описание на хистерезисния модел на нелинейната индуктивност
Избор на параметри за хистерезисния модел на нелинейната индуктивност
10.7. Моделиране на комплексни електромагнитни компоненти с LTspice
Проблем с моделирането
Принципът на сходството на електрическите и магнитните вериги
Двойственост на физическите вериги
Модел на неразклонена магнитна верига
Симулация на разклонена магнитна верига
Моделиране на сложна магнитна верига
Адаптиране на модела за магнитни вериги, работещи с частично или пълно отклонение
Създаване на модел на интегриран магнитен компонент
10.8. Как да си направим заваръчни електроди?

Появявайки се преди повече от сто години, електродъговото заваряване направи технологична революция. Към днешна дата той практически измести всички други технологии за заваряване на метали. Книгата предоставя необходимата информация за ръчното и полуавтоматичното дъгово заваряване, както и по ред на сложността описания на различни източници на заваряване, подходящи за повторение.

Разказът е придружен от необходимите методи за изчисление, диаграми и чертежи. Много внимание се отделя на моделирането с помощта на популярната програма SwCAD 111. Следвайки препоръките на автора, читателите ще могат самостоятелно да изчисляват и произвеждат източници за ръчно и полуавтоматично заваряване, а тези, които желаят да закупят готово устройство, могат да направят правилния избор . Книгата е предназначена за широк кръг от домашни майстори, радиолюбители, интересуващи се от електрозаваряване.

Глава 1
1.1. Изобретението на електрическото заваряване
1.2. Развитието на електрическото заваряване през 20 век

Глава 2 Основи на дъгово заваряване
2.1. Електрическа дъга
физическо лице
Волт-амперни характеристики
Ръчно заваряване с постоянен ток
Полуавтоматично DC заваряване
AC заваряване
2.2. Процес на заваряване
TIG заваряване
заваряване на консумативи електроди
Метален трансфер
2.3. Основни характеристики на източниците на заваръчна дъга

Глава 3 Симулатор на SwCAD III
3.1. Симулация на захранването
Възможности за симулация
Програми за моделиране на електронни схеми
Характеристики на LTspice/SwitcherCAD III
3.2. Работа на програмата SwCAD III
Стартиране на програмата
Начертаваме проста мултивибраторна схема на компютър
Дефиниране на числени параметри и типове схематични компоненти
Симулация на работата на мултивибратор
3.3. Симулация на най-простото захранване
Ниско напрежение DC захранване
Тестов възел

Глава 4 Източник за заваряване с променлив ток
4.1. MMA заваряване
Условия за висококачествено заваряване
Модел AC дъга
Заваръчен източник с баластен реостат (съпротивление)
Заваръчен източник с линеен дросел (индуктивно реактивно съпротивление)
Заваръчен източник с дросел и кондензатор
4.2. заваръчен трансформатор
Характеристики на специализираните заваръчни трансформатори
Как да изчислим индуктивността на утечка?
Изисквания към заваръчен трансформатор
Изчисляване на заваръчния трансформатор
Прецизиране на конфигурацията на прозореца на Transformer Core
Изграждане на източник за заваряване с променлив ток

Глава 5. Заваръчен източник за полуавтоматично заваряване
5.1. Основи на полуавтоматичното заваряване
5.2. Изчисления на елементите на веригата
Определяне на параметри и изчисляване на силовия трансформатор на източника
Процедура за настройка на модела
Изчисляване на омичното съпротивление на намотките
Изчисляване на индуктивността и съпротивлението на намотките на трансформатора
Изчисляване на габаритните размери на трансформатора
Завършване на изчисляването на трансформатора
Изчисляване на индуктора на източника на ток на подхранване
5.3. Описание на дизайна на прост източник за полуавтоматично заваряване
Схема на прост източник за полуавтоматично заваряване
Части за полуавтоматично заваряване
Проектиране и производство на заваръчен трансформатор
Дизайн на дросела
Връзка с източник

Глава 6. Заваръчен източник за полуавтоматично заваряване с тиристорен регулатор
6.1. Контрол на заваръчния ток
6.2. Осигуряване на непрекъснатост на заваръчния ток
6.3. Изчисляване на заваръчния трансформатор
6.4. Контролен блок
6.5. Описание на конструкцията на заваръчния източник с тиристорен регулатор
Схема на веригата
Подробности
Дизайнът на заваръчния трансформатор
Дизайн на дросела
Връзка с източник

Глава 7. Електронен контролер на заваръчния ток
7.1. Многостанционно заваряване
Многостанционно заваряване с връзка чрез индивидуален баластен реостат
Електронен аналог на баластния реостат ERST
7.2. Изчисляване на основните единици на ERST
7.3 Описание на ERST
Основни опции за защита
Предназначение на основните звена на ERST
Принцип на действие
Принципът на действие и настройка на блок А1
Принципът на действие и настройка на блок А2
Принципът на работа на стабилизатора
Настройка
Формиране на външни характеристики на ERST
Принципът на работа на блока за управление ERST
Принципът на работа на ключовия транзисторен драйвер
Окончателна настройка на ERST

Глава 8. Инверторен заваръчен източник
8.1. Праистория
8.2. Общо описание на източника
8.3. Препоръки за самостоятелно производство на ISI
8.4. Изчисляване на предния преобразувател на трансформатора
8.5. Производство на трансформатори
8.6. Изчисляване на загубите на мощност на транзисторите на преобразувателя
8.7. Изчисляване на дросела на филтъра на заваръчния ток
8.8. Симулация на работа на конвертора
8.9. Изчисляване на токов трансформатор
8.10. Изчисляване на трансформатора за галванична изолация
8.11. PWM контролер TDA4718A
Блок за управление (CU)
Генератор с контролирано напрежение (VCO)
Генератор на напрежение на трион (SPG)
Фазов компаратор (FC)
Тригер за броене
Компаратор К2
Спусък за изключване
Компаратор на късо съединение
Компаратор К4
Мек старт
Задействане на грешка
Компаратори K5, K6, K8 и VRF свръхток
Компаратор K7
изходи
Референтно напрежение
8.12. Блок за управление на инверторен заваръчен източник "RytmArc"
електрическа схема
Възли на контролния блок
8.13. Формиране на товарната характеристика на източника
Основните раздели на CVC
Средства за образуване на CVC
Метод за настройка на CU
8.14. Използване на алтернативен PWM контролер
Замени на остарелия TDA4718A PWM контролер
Характеристики на чипа TDA4718A
8.15. драйвер на трансформатор

Глава 9
9.1. Как да тествате непознато желязо?
9.2. Как да изчислим трансформатор?
9.3. Как да изчислим дросела на сърцевината?
Функции за изчисление
Пример за изчисление No1
Пример за изчисление No2
Пример за изчисление No3
9.4. Как да изчислим радиатора?
9.5. Как да си направим заваръчни електроди?

Списък на използваната литература и интернет ресурси