Volodin V.Ya. Izdelujemo sodobne varilne aparate
Na trgu je veliko poceni polavtomatskih varilnih aparatov, ki nikoli ne bodo pravilno delovali, ker niso bili narejeni od samega začetka. Poskusimo to popraviti na varilnem stroju, ki je že postal neuporaben.
V roke mi je padel kitajski polavtomatski varilni stroj Vita (v nadaljevanju ga bom preprosto imenoval PA), v katerem je pregorel napajalni transformator, prijatelji so me samo prosili, da ga popravim.
Pritoževali so se, da ko so še delali, jim ni bilo mogoče kaj skuhati, močni pljuski, prasketanje itd. Zato sem se odločil, da ga spravim k pameti, hkrati pa delim svoje izkušnje, mogoče komu pride prav. Pri prvem pregledu sem ugotovil, da transformator za PA ni bil pravilno navit, saj sta primarna in sekundarna navitja navita ločeno, na sliki je razvidno, da je ostal samo sekundar, primar pa je navit v bližini (tako je bil transformator prinesel k meni).
In to pomeni, da ima tak transformator strmo padajočo CVC (napetostno karakteristiko) in je primeren za obločno varjenje, ne pa tudi za PA. Za Pa je potreben transformator s togo IV karakteristiko, za to pa je treba sekundarno navitje transformatorja naviti na primarno navitje.
Če želite začeti previjati transformator, morate previdno odviti sekundarno navitje, ne da bi poškodovali izolacijo, in odrezati pregrado, ki ločuje oba navitja.
Za primarno navijanje bom uporabil bakreno emajlirano žico debeline 2 mm, za celotno previjanje nam bo zadostovalo 3,1 kg bakrene žice oziroma 115 metrov. Navijamo tuljavo na tuljavo z ene strani na drugo in nazaj. Naviti moramo 234 zavojev - to je 7 plasti, po navijanju naredimo pipo.
Primarno navitje in pipe izoliramo s platnenim trakom. Nato z žico, ki smo jo prej odvili, navijemo sekundarno navitje. Tesno navijemo 36 zavojev, s steblom 20 mm2, približno 17 metrov.
Transformator je pripravljen, zdaj pa se lotimo plina. Plin je enako pomemben del PA, brez katerega ne bo deloval pravilno. Izdelan je bil napačno, ker nima reže med obema deloma magnetnega kroga. Induktor bom navil na železo iz transformatorja TS-270. Transformator razstavimo in iz njega vzamemo samo magnetno vezje. Navijamo žico enakega prereza kot na sekundarnem navitju transformatorja na en zvitek magnetnega vezja ali na dva, tako da konca zaporedno povežemo, kot želite. Najpomembnejša stvar pri plinu je nemagnetna reža, ki naj bo med obema polovicama magnetnega vezja, to dosežemo s tekstolitnimi vložki. Debelina tesnila je od 1,5 do 2 mm in se eksperimentalno določi za vsak primer posebej.
Poglavje 1
1.1. Izum električnega varjenja
1.2. Razvoj električnega varjenja v 20. stoletju
Poglavje 2 Osnove obločnega varjenja
2.1. Električni lok
fizična oseba
Volt-amperske karakteristike
Ročno DC varjenje
Polavtomatsko DC varjenje
AC varjenje
2.2. Postopek varjenja
TIG varjenje
varjenje s potrošno elektrodo
Prenos kovine
2.3. Glavne značilnosti virov energije z varilnim oblokom
Poglavje 3 Simulator SwCAD III
3.1. Simulacija napajanja
Zmogljivosti simulacije
Programi za modeliranje elektronskih vezij
Značilnosti LTspice/SwitcherCAD III
3.2. Delo programa SwCAD III
Zagon programa
Na osebnem računalniku narišemo preprosto multivibratorsko vezje
Definiranje numeričnih parametrov in tipov shematskih komponent
Simulacija delovanja multivibratorja
3.3. Simulacija najenostavnejšega napajalnika
Nizkonapetostni DC napajalnik
Testno vozlišče
Poglavje 4 Varilni vir izmeničnega toka
4.1. MMA varjenje
Pogoji za kakovostno varjenje
Model AC obloka
Varilni vir z balastnim reostatom (upor)
Varilni vir z linearno dušilko (induktivna reaktanca)
Varilni izvor z dušilko in kondenzatorjem
4.2. varilni transformator
Značilnosti specializiranih varilnih transformatorjev
Kako izračunati induktivnost uhajanja?
Zahteve za varilni transformator
Izračun varilnega transformatorja
Izpopolnitev konfiguracije okenskega jedra transformatorja
Konstrukcija AC varilnega izvora
Poglavje 5. Varilni vir za polavtomatsko varjenje
5.1. Osnove polavtomatskega varjenja
5.2. Izračuni elementov vezja
Določitev parametrov in izračun močnostnega transformatorja vira
Postopek prilagajanja modela
Izračun ohmskega upora navitij
Izračun induktivnosti in upornosti navitij transformatorja
Izračun splošnih dimenzij transformatorja
Dokončanje izračuna transformatorja
Izračun induktorja dopolnilnega tokovnega vira
5.3. Opis zasnove enostavnega izvora za polavtomatsko varjenje
Shema preprostega vira za polavtomatsko varjenje
Deli za polavtomatsko varjenje
Načrtovanje in izdelava varilnega transformatorja
Zasnova dušilke
Izvorna povezava
Poglavje 6. Varilni vir za polavtomatsko varjenje s tiristorskim regulatorjem
6.1. Nadzor varilnega toka
6.2. Zagotavljanje kontinuitete varilnega toka
6.3. Izračun varilnega transformatorja
6.4. Krmilni blok
6.5. Opis zasnove varilnega vira s tiristorskim regulatorjem
Shema vezja
Podrobnosti
Zasnova varilnega transformatorja
Zasnova dušilke
Izvorna povezava
Poglavje 7. Elektronski krmilnik varilnega toka
7.1. Varjenje na več postajah
Večpostajno varjenje s povezavo preko individualnega balastnega reostata
Elektronski analog balastnega reostata ERST
7.2. Izračun glavnih enot ERST
7.3. Opis aplikacije ERST
Osnovne možnosti zaščite.
Namen glavnih enot ERST
Princip delovanja
Princip delovanja in nastavitev bloka A1
Princip delovanja in nastavitev bloka A2
Načelo delovanja stabilizatorja
Nastavitev
Oblikovanje zunanjih značilnosti ERST
Načelo delovanja krmilne enote ERST
Načelo delovanja pogonske enote ključnega tranzistorja
Končna nastavitev ERST
Poglavje 8. Inverterski varilni vir
8.1. Prazgodovina
8.2. Splošni opis vira
8.3. Priporočila za samostojno izdelavo ISI
8.4. Izračun transformatorja pretvornika naprej
8.5. Izdelava transformatorjev
8.6. Izračun izgub moči na tranzistorjih pretvornika
8.7. Izračun filtrske dušilke varilnega toka
8.8. Simulacija delovanja pretvornika
8.9. Izračun tokovnega transformatorja
8.10. Izračun transformatorja za galvansko ločitev
8.11. PWM krmilnik TDA4718A
Krmilna enota (BU)
Napetostno krmiljen generator (VCO)
Generator žagaste napetosti (SPG)
Fazni primerjalnik (FC)
Sprožilec štetja
Primerjalnik K2
Sprožilec za izklop
Primerjalnik K3
Primerjalnik K4
Mehak zagon
Sprožilec napake
Komparatorji K5, K6, K8 in VRF nadtok
Primerjalnik K7
Izhodi
Referenčna napetost
8.12. Krmilna enota za inverterski varilni vir "RytmArc"
shema vezja
Vozlišča krmilne enote
8.13. Oblikovanje obremenitvene značilnosti vira
Glavni razdelki CVC
Sredstva za tvorbo CVC
8.14. Metoda nastavitve CU
8.15. Uporaba alternativnega krmilnika PWM
Zamenjave za zastareli krmilnik TDA4718A PWM
Lastnosti čipa TDA4718A
8.16. voznik transformatorja
9. poglavje
9.1. Kako testirati neznano železo?
9.2. Kako izračunati transformator?
9.3. Kako izračunati jedrno dušilko?
Funkcije izračuna
Primer izračuna št. 1
Primer izračuna št. 2
Primer izračuna št. 3
9.4. Kako izračunati radiator?
9.5. Kako narediti varilne elektrode?
Seznam uporabljene literature in internetnih virov
Poglavje 1
Malo zgodovine
1.1. Izum električnega varjenja
1.2. Razvoj električnega varjenja v 20. stoletju
2. poglavje
Osnove obločnega varjenja
2.1. Električni lok
fizična oseba
Volt-amperske karakteristike
Ročno DC varjenje
Polavtomatsko DC varjenje
AC varjenje
2.2. Postopek varjenja
TIG varjenje
varjenje s potrošno elektrodo
Prenos kovine
2.3. Glavne značilnosti virov energije z varilnim oblokom
3. poglavje
Simulator LTspice IV
3.1. Simulacija napajanja
Zmogljivosti simulacije
Programi za modeliranje elektronskih vezij
Lastnosti LTspice IV
3.2. Delovanje programa LTspice IV
Zagon programa
Na osebnem računalniku narišemo preprosto multivibratorsko vezje
Definiranje numeričnih parametrov in tipov shematskih komponent
Simulacija delovanja multivibratorja
3.3. Simulacija najenostavnejšega napajalnika
Nizkonapetostni DC napajalnik
Testno vozlišče
4. poglavje
Varilni viri izmeničnega toka
4.1. Značilnosti terminologije
4.2. Osnovne zahteve za varilni vir
4.3. Model AC obloka
4.4. Varilni vir z balastnim reostatom (upor)
4.5. Varilni vir z linearno dušilko (induktivna reaktanca)
4.6. varilni transformator
4.7. Kako izračunati induktivnost uhajanja?
Induktivnost uhajanja transformatorja s cilindričnimi navitji
Induktivnost uhajanja transformatorja z razmaknjenimi navitji
Induktivnost uhajanja diskastega transformatorja
4.8. Zahteve za varilni transformator
4.9. Klasičen AC vir
Izračun varilnega transformatorja z razvitim magnetnim sipanjem
Konstrukcija AC varilnega izvora
4.10. Varilni vir Budyonny
Načini za zmanjšanje količine porabljenega toka
Strukturni in električni diagram varilnega vira Budyonny
Splošna načela za načrtovanje varilnega vira
Model varilnega vira Budyonny
Premagovanje konstrukcijskih omejitev Budyonnyjevega varilnega vira
Določitev skupne moči transformatorja
Izbor jedra
Izračun navitja
Izračun magnetnega šanta
Izračun induktivnosti uhajanja
Simulacija rezultatov izračuna
Zasnova varilnega izvora z alternativno zasnovo transformatorja
4.11. Varilni vir z resonančnim kondenzatorjem
Izračun varilnega vira z resonančnim kondenzatorjem
Izračun varilnega transformatorja
Preverjanje namestitve navitij v oknu varilnega transformatorja
Izračun induktivnosti uhajanja
Simulacija varilnega vira
4.12. Stabilizatorji AC obloka
Značilnosti varilnega obloka z izmeničnim tokom
Načelo delovanja stabilizatorja obloka
Prva različica stabilizatorja obloka
Podrobnosti
Druga različica stabilizatorja obloka
Podrobnosti
5. poglavje
Varilni izvor za polavtomatsko varjenje
5.1. Osnove polavtomatskega varjenja
5.2. Izračuni elementov vezja
Določitev parametrov in izračun močnostnega transformatorja vira
Postopek prilagajanja modela
Izračun ohmskega upora navitij
Izračun induktivnosti in upornosti navitij transformatorja
Izračun splošnih dimenzij transformatorja
Dokončanje izračuna transformatorja
Izračun induktorja dopolnilnega tokovnega vira
5.3. Opis zasnove enostavnega izvora za polavtomatsko varjenje
Shema preprostega vira za polavtomatsko varjenje
Deli za polavtomatsko varjenje
Načrtovanje in izdelava varilnega transformatorja
Zasnova dušilke
Izvorna povezava
Poglavje 6
Varilni izvor za polavtomatsko varjenje s tiristorskim regulatorjem
6.1. Nadzor varilnega toka
6.2. Zagotavljanje kontinuitete varilnega toka
6.3. Izračun varilnega transformatorja
6.4. Krmilni blok
6.5. Opis zasnove varilnega vira s tiristorskim regulatorjem
Shema vezja
Podrobnosti
Zasnova varilnega transformatorja
Zasnova dušilke
Izvorna povezava
7. poglavje
Elektronski regulator varilnega toka
7.1. Varjenje na več postajah
Večpostajno varjenje s povezavo
preko individualnega balastnega reostata
Elektronski analog balastnega reostata ERST
7.2. Izračun glavnih enot ERST
7.3. Opis aplikacije ERST
Osnovne možnosti zaščite
Namen glavnih enot ERST
Princip delovanja
Princip delovanja in nastavitev bloka A1
Podrobnosti
Princip delovanja in nastavitev bloka A2
Načelo delovanja stabilizatorja
Podrobnosti
Nastavitev
Oblikovanje zunanjih značilnosti ERST
Načelo delovanja krmilne enote ERST
Načelo delovanja pogonske enote ključnega tranzistorja
Končna nastavitev ERST
8. poglavje
Inverterski varilni vir
8.1. Malo zgodovine
8.2. Splošni opis vira
8.3. Priporočila za samostojno izdelavo ISI
8.4. Izračun transformatorja pretvornika naprej
8.5. Izdelava transformatorjev
8.6. Izračun izgub moči na tranzistorjih pretvornika
8.7. Izračun filtrske dušilke varilnega toka
8.8. Simulacija delovanja pretvornika
8.9. Izračun tokovnega transformatorja
8.10. Izračun transformatorja za galvansko ločitev
8.11. PWM krmilnik TDA4718A
8.12. Shematski diagram krmilne enote inverterskega varilnega vira "RytmArc"
8.13. Oblikovanje obremenitvene značilnosti vira
8.14. Metoda nastavitve CU
8.15. Daljinska nadzorna plošča (modulator)
8.16. Uporaba alternativnega krmilnika PWM
8.17. voznik transformatorja
8.18. Dušilno vezje, ki ne razprši energije
9. poglavje
Inverterski varilni vir COLT-1300
9.1. splošen opis
O čem govori to poglavje
Namen
Glavne značilnosti
9.2. Napajalni del
Podatki za navijanje
9.3. Krmilni blok
Funkcionalni diagram
Princip delovanja
shema vezja
Izvedba funkcije Anti-Stick
Implementacija funkcije Arc Force
9.4. Nastavitev
10. poglavje
Koristne informacije
10.1. Kako testirati neznano železo?
10.2. Kako izračunati transformator?
10.3. Kako izračunati jedrno dušilko?
Funkcije izračuna
Primer izračuna dušilke #1
Primer izračuna dušilke št. 2
Primer izračuna plina št. 3
10.4. Izračun dušilk s praškastim jedrom
Prednosti praškastih jeder
Naslov programske opreme za načrtovanje induktorja in njene namestitve
Samodejne funkcije izračuna programske opreme Inductor Design
Dodatne funkcije programske opreme Inductor Design
Menijska vrstica programske opreme za načrtovanje induktorjev
Primer izračuna dušilke v programski opremi Inductor Design Software
Zasnova magnetnega induktorja z uporabo praškastih jeder
Primer izračuna induktorja pri načrtovanju magnetnih induktorjev z uporabo praškastih jeder
10.5. Kako izračunati radiator?
10.6. Histerezni model nelinearne induktivnosti simulatorja LTspice
Kratek opis histereznega modela nelinearne induktivnosti
Izbira parametrov za histerezni model nelinearne induktivnosti
10.7. Modeliranje kompleksnih elektromagnetnih komponent z LTspice
Problem modeliranja
Načelo podobnosti električnih in magnetnih vezij
Dvojnost fizičnih vezij
Model nerazvejanega magnetnega kroga
Simulacija razvejanega magnetnega kroga
Modeliranje kompleksnega magnetnega vezja
Prilagoditev modela za magnetna vezja, ki delujejo z delno ali polno prednapetostjo
Izdelava modela integrirane magnetne komponente
10.8. Kako narediti varilne elektrode?
Elektroobločno varjenje, ki se je pojavilo pred več kot sto leti, je naredilo tehnološko revolucijo. Do danes je praktično izpodrinil vse druge tehnologije varjenja kovin. V knjigi so potrebne informacije o ročnem in polavtomatskem obločnem varjenju ter po vrstnem redu zapletenosti opisi različnih varilnih virov, primernih za ponovitev.
Pripoved spremljajo potrebne metode izračuna, diagrami in risbe. Veliko pozornosti je namenjeno modeliranju s priljubljenim programom SwCAD 111. Po priporočilih avtorja bodo bralci lahko samostojno izračunali in izdelali vire za ročno in polavtomatsko varjenje, tisti, ki želijo kupiti dokončano napravo, pa se lahko pravilno odločijo. . Knjiga je namenjena širokemu krogu domačih mojstrov, radioamaterjev, ki jih zanima elektrovarjenje.
Poglavje 1
1.1. Izum električnega varjenja
1.2. Razvoj električnega varjenja v 20. stoletju
Poglavje 2 Osnove obločnega varjenja
2.1. Električni lok
fizična oseba
Volt-amperske karakteristike
Ročno DC varjenje
Polavtomatsko DC varjenje
AC varjenje
2.2. Postopek varjenja
TIG varjenje
varjenje s potrošno elektrodo
Prenos kovine
2.3. Glavne značilnosti virov energije z varilnim oblokom
Poglavje 3 Simulator SwCAD III
3.1. Simulacija napajanja
Zmogljivosti simulacije
Programi za modeliranje elektronskih vezij
Značilnosti LTspice/SwitcherCAD III
3.2. Delo programa SwCAD III
Zagon programa
Na osebnem računalniku narišemo preprosto multivibratorsko vezje
Definiranje numeričnih parametrov in tipov shematskih komponent
Simulacija delovanja multivibratorja
3.3. Simulacija najenostavnejšega napajalnika
Nizkonapetostni DC napajalnik
Testno vozlišče
Poglavje 4 Varilni vir izmeničnega toka
4.1. MMA varjenje
Pogoji za kakovostno varjenje
Model AC obloka
Varilni vir z balastnim reostatom (upor)
Varilni vir z linearno dušilko (induktivna reaktanca)
Varilni izvor z dušilko in kondenzatorjem
4.2. varilni transformator
Značilnosti specializiranih varilnih transformatorjev
Kako izračunati induktivnost uhajanja?
Zahteve za varilni transformator
Izračun varilnega transformatorja
Izpopolnitev konfiguracije okenskega jedra transformatorja
Konstrukcija AC varilnega izvora
Poglavje 5. Varilni vir za polavtomatsko varjenje
5.1. Osnove polavtomatskega varjenja
5.2. Izračuni elementov vezja
Določitev parametrov in izračun močnostnega transformatorja vira
Postopek prilagajanja modela
Izračun ohmskega upora navitij
Izračun induktivnosti in upornosti navitij transformatorja
Izračun splošnih dimenzij transformatorja
Dokončanje izračuna transformatorja
Izračun induktorja dopolnilnega tokovnega vira
5.3. Opis zasnove enostavnega izvora za polavtomatsko varjenje
Shema preprostega vira za polavtomatsko varjenje
Deli za polavtomatsko varjenje
Načrtovanje in izdelava varilnega transformatorja
Zasnova dušilke
Izvorna povezava
Poglavje 6. Varilni vir za polavtomatsko varjenje s tiristorskim regulatorjem
6.1. Nastavitev varilnega toka
6.2. Zagotavljanje kontinuitete varilnega toka
6.3. Izračun varilnega transformatorja
6.4. Krmilni blok
6.5. Opis zasnove varilnega vira s tiristorskim regulatorjem
Shema vezja
Podrobnosti
Zasnova varilnega transformatorja
Zasnova dušilke
Izvorna povezava
Poglavje 7. Elektronski krmilnik varilnega toka
7.1. Varjenje na več postajah
Večpostajno varjenje s povezavo preko individualnega balastnega reostata
Elektronski analog balastnega reostata ERST
7.2. Izračun glavnih enot ERST
7.3 Opis ERST
Osnovne možnosti zaščite
Namen glavnih enot ERST
Princip delovanja
Princip delovanja in nastavitev bloka A1
Princip delovanja in nastavitev bloka A2
Načelo delovanja stabilizatorja
Nastavitev
Oblikovanje zunanjih značilnosti ERST
Načelo delovanja krmilne enote ERST
Načelo delovanja pogonske enote ključnega tranzistorja
Končna nastavitev ERST
Poglavje 8. Inverterski varilni vir
8.1. Prazgodovina
8.2. Splošni opis vira
8.3. Priporočila za samostojno izdelavo ISI
8.4. Izračun transformatorja pretvornika naprej
8.5. Izdelava transformatorjev
8.6. Izračun izgub moči na tranzistorjih pretvornika
8.7. Izračun filtrske dušilke varilnega toka
8.8. Simulacija delovanja pretvornika
8.9. Izračun tokovnega transformatorja
8.10. Izračun transformatorja za galvansko ločitev
8.11. PWM krmilnik TDA4718A
Krmilna enota (CU)
Napetostno krmiljen generator (VCO)
Generator žagaste napetosti (SPG)
Fazni primerjalnik (FC)
Sprožilec štetja
Primerjalnik K2
Sprožilec za izklop
Primerjalnik kratkega stika
Primerjalnik K4
Mehak zagon
Sprožilec napake
Komparatorji K5, K6, K8 in VRF nadtok
Primerjalnik K7
Izhodi
Referenčna napetost
8.12. Krmilna enota za inverterski varilni vir "RytmArc"
shema vezja
Vozlišča krmilne enote
8.13. Oblikovanje obremenitvene značilnosti vira
Glavni razdelki CVC
Sredstva za tvorbo CVC
Metoda nastavitve CU
8.14. Uporaba alternativnega krmilnika PWM
Zamenjave za zastareli krmilnik TDA4718A PWM
Lastnosti čipa TDA4718A
8.15. voznik transformatorja
9. poglavje
9.1. Kako testirati neznano železo?
9.2. Kako izračunati transformator?
9.3. Kako izračunati jedrno dušilko?
Funkcije izračuna
Primer izračuna št. 1
Primer izračuna št. 2
Primer izračuna št. 3
9.4. Kako izračunati radiator?
9.5. Kako narediti varilne elektrode?
Seznam uporabljene literature in internetnih virov