Индукционная печь из сварочного инвертора своими руками

Сварочный инвертор – удобный мобильный аппарат, работающий от сети 220В. Его легкая масса и небольшие размеры позволяют вести работу на любых строительно-ремонтных объектах и в домашних условиях.

Импульсный сварочный аппарат своими руками

В домашних условиях можно изготовить сварочный аппарат своими руками . Запчасти для этого устройства можно легко найти в продаже, однако при этом надо учитывать некоторые тонкости.

Особое внимание необходимо уделить транзисторам, так как они быстро выходят из строя. Поэтому на этих деталях лучше не экономить. Самодельный сварочный инвертор оснащается четырьмя транзисторами, которые присоединяются к изолированным радиаторам.

Для того чтобы правильно собрать импульсный сварочный аппарат, необходимо просчитать его мощность и силу тока . Примеры расчетов можно посмотреть в Интернете. Установленный фильтр поможет поддерживать напряжение 220 В. Для сборки своего аппарата понадобятся инструменты и специальные приборы, такие как осциллограф, паяльник, мультиметр, вольтметр и т.д. Во время сборки следует соблюдать технику безопасности.

Принцип работы индукционного нагрева и устройство индукционных печей

Индукционная печь из сварочного аппарата по своему устройству очень схожа с бытовыми индукционными печами, да и принципы, на которых основывается работа этих устройств, во многом схожи. В основе работы устройства положен принцип электромагнитной индукции. В силовое поле, образуемое вокруг проводника, по которому течет электрический ток, помещается металлический сердечник. В результате действий электрического тока образуется электромагнитное поле, которое воздействует на кристаллическую решетку сердечника. Под действием поля возникают вихревые токи, которые и создают нагрев сердечника до температуры плавления.

Преимущества такой индукционной печи заключается:

  • в скоротечном равномерном нагреве металла помещенного в спираль катушки;
  • в специфической направленности нагрева – греется только металл, помещенный в установку, а не все оборудование;
  • при плавке получается однородный металл без вкрапления примесей и добавок;
  • нагрев происходит настолько быстро, что специальные добавки не успевают испаряться. К слову это очень важно при работе с ценными металлами, например, при плавке золота или золотосодержащих сплавов.

Однако, конструкция не может обойтись без источника питания, способного выдавать ток нужных параметров и к тому же снабженного устройствами защиты от перегрева и короткого замыкания. Так что для изготовления печи используется сварочный аппарат как источник питания и изготовленный своими руками индуктор из медной трубки.

Простой аппарат для точечной сварки

  • Нам понадобиться трансформатор переменного тока с напряжением вторичной обмотки 15-25 Вольт. Нагрузочная способность не имеет значения.
  • Конденсаторы. Я взял 2200 мкФ – 4 штуки. Можно больше, в зависимости от мощности которую вам необходимо получить.
  • Кнопка любая.
  • Провода.
  • Медная проволока.
  • Диодная сборка для выпрямления. Можно так же использовать один диод, для полуволнового выпрямления.

Схема аппарата для контактной точечной сварки

Сборка аппарата для сварки

Сморите видео сборки и испытаний

Электрическая схема инвертора

Все инверторы имеют сходную блок-схему:

Блок схема инвертора.

  • входной диодный мост, преобразующий переменное напряжение сети в постоянное;
  • преобразователь постоянного напряжения в переменное высокой частоты;
  • устройство понижения напряжения высокой частоты до рабочего;
  • преобразователь в постоянное напряжение с фильтром для сглаживания пульсаций.

Выбранная для самодельного изготовления схема  устроена по классическому способу. Основой схемы является косой мост, который обеспечивает наилучшие характеристики работы при максимальной простоте и такой стоимости. Управление силовой схемой выполняется контроллером TL494. Контрольные функции и регулировку тока сварки осуществляет микроконтроллер PIC16F628. Защита устройства от перегрева также реализована через него. В зависимости от максимального тока и используемых деталей возможно несколько версий прошивки устройства с различным максимально допустимым сварочным током.

Блок питания логических элементов схемы и низковольтного оборудования выполнен на ШИМ-контроллере TNY264.

Принципиальная схема, несмотря на большое количество элементов, изготавливается довольно просто. Вся система управления выполнена на нескольких платах:

  • плата силовых элементов, два варианта;
  • выпрямитель;
  • две платы управления.

На плате силовых элементов установлены выпрямительные диоды с защитными цепями, силовые транзисторы, трансформатор, измерительное сопротивление. Необходимую версию платы нужно выбрать по имеющимся в наличии компонентам для сварочного инвертора.

Для инверторного аппарата необходима плата силового управления.

На плате выпрямителей установлены элементы мостов, сглаживающие конденсаторы, реле плавного пуска, сопротивления, компенсирующие изменения параметров от температуры (термисторы).

На платах силового управления расположены схемы:

  • ШИМ-контроллер с элементами развязки на оптронах;
  • цифровой индикатор с кнопками управления;
  • элементы блока питания;
  • микроконтроллер.

Перед сборкой плат дорожки для установки силовых элементов необходимо усилить медной проволокой сечением 2,5-4 мм. Для лужения дорожек желательно использовать тугоплавкий припой.

Необходимые материалы, детали и инструменты

Для сборки самодельного инвертора потребуется набор инструментов:

  • паяльник;
  • отвертка;
  • плоскогубцы;
  • кусачки;
  • болгарка с отрезным и засечным кругами;

Список материала:

  • металл толщиной 1мм, для изготовления корпуса и кожуха;
  • саморезы;
  • медные провода;
  • готовые платы для деталей;
  • олово, припой;
  • ферритные кольца для трансформатора;
  • теплопроводная паста КПТ-8;
  • ферритовый сердечник;
  • катушка провода ПЭТВ d=1,5 для обмотки трансформатора;

И список деталей:

  • силовые диоды VS-150 EBUO4;
  • транзисторы IRG4PC50UDPBF IGBT 600В 55А 60кГц;
  • высокоскоростной ШИП – контролер для импульсных источников питания UC3825N;
  • реле мягкого пуска Finder, с шагом 3,5 16А 250В;
  • резистор силовой SQP3BT 47Ом;
  • фильтр подавления ЭМП B82731-N2102-A20;
  • конденсаторы 470мКф 450В серия LS 35×45;
  • радиаторы Hs 113-50 50x85x24;
  • вентилятор DEEPCOOL WIND BLADE 80, 80мм;
  • диодный мост КЦ405 90-92;

Полуавтомат Саныча

Народный умелец Саныч предлагает схему сварочного полуавтомата, простую и доступную даже для новичков.

Предложенная конструкция отличается мягким шипением дуги, тогда как в магазинных устройствах наблюдаются треск и щелчки. Жесткий режим там получается из-за выходных характеристик трансформатора 18–25 В.

Трансформатор состоит из четырех соединенных вместе сердечников от ТС-270. В итоге получается почти 2 тыс. Вт. Этой мощности хватает с запасом. Первичная обмотка (180+25+25+25+25) выполнена проводом сечением 1,2 мм. Для вторичной (35+35 витков) используется шина 8 мм². Количество витков вторичной обмотки выясняется в последнюю очередь, поэтому лучше сделать с запасом по паре витков в каждом плече. Лишнее можно будет отмотать.

Схема сварочного устройства:

Схема выпрямителя двухполупериодная. Для переключения тока стоит спаренный галетник. Два диода в маленьком радиаторе. Конденсаторы рекомендуется брать не меньше чем на 30 тыс. мкФ.

Силовая часть включается любым из мощных контакторов, например модели КМ-50Д-В или КП-50Д-В. При паспортных данных 27 В и при 15 В стабильно срабатывают. Контактор позволяет получить большую коммутируемую мощность при наименьшем токе 300–400 мА.

Питающий трансформатор ТС-40 перемотан, чтобы давал напряжение на выходе 15 В.

Для протяжного механизма используется ролик диаметром 25–28 мм. На направляющей нужно сделать канавку шириной 0,5 мм на глубину 1 мм. На вал двигателя он крепится гайкой. На выходе регулятора получается 6 В, и этого достаточно для оптимальной подачи. При превышении нижней границы подбирается стабилизатор с меньшим рабочим напряжением.

Ручка-держатель вытачивается из текстолитовых листов толщиной по 10 мм. Посадочные места сделаны дрелью с применением сверл и торцевой фрезы.

Защитный шланг с обеих сторон удерживается распорными втулками. Для надежности на ответных частях есть проточки.

Для корпуса потребуется лист железа толщиной 1 м с двойным буртиком по краю. Вентилятор для охлаждения устанавливается на задней стенке, как раз напротив силового трансформатора. Перемещается сварочный полуавтомат на колесиках.

Собранный полуавтомат включается в сеть для тестирования. Он должен не перегреваться и четко реагировать на регулировку тока. Также проверяется изоляция трансформатора. В случае неполадок наносится дополнительная. Проконтролировать нужно и подающий механизм: насколько равномерно и быстро он подает проволоку. Устройство отработало верой и правдой уже более 10 лет.

Качественно сделанный своими руками полуавтомат будет долго и надежно служить своему хозяину, а если у вас есть опыт изготовления сварочного полуавтомата своими руками — обязательно делитесь им в комментариях к данной статье.

Возможности сварочного полуавтомата значительно выше, чем у аппарата, предназначенного для выполнения ручной дуговой сварки. Полуавтоматом можно сваривать значительно более тонкий металл.

Применение специальной сварочной проволоки позволяет работать с цветными металлами, а использование защитного газа обеспечивает сварной шов более высокого качества. Учитывая эти обстоятельства, желание пополнить свою домашнюю мастерскую таким устройством вполне объяснимо.

Характеристики самодельного инвертора и материалы для его сборки

Собрав сварочный инвертор своими руками по достаточно простой электрической схеме, вы получите эффективное устройство, обладающее следующими техническими характеристиками:

  • величина потребляемого напряжения – 220 В;
  • сила тока, поступающего на вход аппарата, – 32 А;
  • сила тока, формируемого на выходе устройства, – 250 А.
Читайте также:  Дренажный насос: виды,технические характеристики, выбор, производитель

В процессе работы диоды такого моста сильно нагреваются, поэтому их обязательно надо монтировать на радиаторах, в качестве которых можно использовать охлаждающие элементы от старых компьютеров. Для монтажа диодного моста необходимо использовать два радиатора: верхняя часть моста через слюдяную прокладку крепится к одному радиатору, нижняя через слой термопасты – ко второму.

Выводы диодов, из которых сформирован мост, должны быть направлены в ту же сторону, что и выводы транзисторов, при помощи которых постоянный ток будет преобразовываться в высокочастотный переменный. Провода, соединяющие эти выводы, должны быть не длиннее 15 см. Между блоком питания и инверторным блоком, основу которого и составляют транзисторы, располагается лист металла, прикрепляемый к корпусу аппарата при помощи сварки.

Сварочник из электромотора

Чтобы изготовить простой сварочный аппарат из статора электродвигателя, необходимо подобрать сам мотор, отвечающий определенным требованиям, а именно, чтобы его мощность была от 7 до 15 кВт.

Совет! Лучше всего использовать двигатель серии 2А, поскольку в нем будет большое окно магнитопровода.

Раздобыть нужный статор можно в местах, где принимают металлолом. Как правило, он будет очищен от проводов и после пары ударов кувалдой раскалывается. Но если корпус изготовлен из алюминия, то чтобы извлечь из него магнитопровод, потребуется отжечь статор.

Подготовка к работе

Поставьте статор отверстием вверх и подложите под деталь кирпичи. Далее, сложите внутрь дрова и подожгите их. После пары часов прожарки магнитопровод легко отделится от корпуса. Если в корпусе имеются провода, то их также после термообработки можно вынуть из пазов. В результате вы получите магнитопровод, очищенный от ненужных элементов.

Данную болванку следует хорошо пропитать масляным лаком и дать ей просохнуть. Для ускорения процесса можно использовать тепловую пушку. Пропитка лаком делается для того, чтобы после снятия стяжек не произошло рассыпание пакета.

Когда болванка полностью высохнет, используя болгарку, удалите стяжки, распложенные на ней. Если стяжки не удалить, они будут выполнять роль короткозамкнутых витков и забирать мощность трансформатора, а также вызывать его нагрев.

После очистки магнитопровода от ненужных частей потребуется изготовить две торцевые накладки (см. рисунок ниже).

Материалом для их изготовления может послужить либо картон, либо прессшпан. Также нужно изготовить из данных материалов две гильзы. Одна будет внутренней, а вторая – наружной. Далее, нужно:

  • установить на болванке обе торцевые накладки;
  • затем вставить (одеть) цилиндры;
  • все эту конструкцию обмотать киперной или стеклолентой;
  • пропитать получившуюся деталь лаком и высушить.

Изготовление трансформатора

После проведения вышеописанных действий из магнитопровода можно будет изготовить сварочный трансформатор. Для этих целей понадобится провод, покрытый тканевой либо стеклоэмалевой изоляцией. Чтобы намотать первичную обмотку, потребуется провод диаметром 2-2,5 мм. На вторичную обмотку потребуется около 60 метров медной шины (8 х 4 мм).

Совет! Чтобы правильно рассчитать количество витков, необходимо иметь трансформатор на 12 В и амперметр, которым можно измерять переменный ток до 5 А.

Итак, расчеты делаются следующим образом.

  1. На сердечник следует намотать 20 витков провода, имеющего диаметр не ниже 1,5 мм, после чего, нужно подать на него напряжения 12 В.
  2. Измерьте ток, протекающий в данной обмотке. Значение должно быть около 2 А. Если получилось значение больше требуемого, то количество витков нужно увеличить, если значение меньше 2А, то уменьшить.
  3. Подсчитайте количество получившихся витков и разделите его на 12. В результате вы получите значение, которое указывает, сколько нужно витков на 1 В напряжения.

Для первичной обмотки подойдет проводник диаметром 2,36 мм, который требуется сложить вдвое. В принципе, можно взять любой провод с диаметром 1,5-2,5 мм. Но прежде нужно просчитать сечение проводников в витке. Сначала нужно намотать первичную обмотку (на 220 В), а затем – вторичную. Ее провод должен быть изолированным по всей длине.

Если во вторичной обмотке сделать отвод на участке, где получается 13 В, и поставить диодный мост, то данный трансформатор можно использовать вместо аккумулятора, если требуется завести автомобиль. Для сварки напряжение на вторичной обмотке должно быть в пределах 60-70 В, что позволит использовать электроды диаметром от 3 до 5 мм.

Если вы уложили обе обмотки, и в этой конструкции осталось свободное место, то можно добавить 4 витка шины из меди (40 х 5 мм). В данном случае вы получите обмотку для точечной сварки, которая позволит соединять листовой металл толщиной до 1,5 мм.

Для изготовления корпуса использовать металл не рекомендуется. Лучше его сделать из текстолита или пластика. В местах крепления катушки к корпусу нужно проложить резиновые прокладки для уменьшения вибрации и лучшей изоляции от токопроводящих материалов.

Читайте также:  Анемометр чашечный: главное об устройстве, рейтинг моделей

Как настраивать работу инвертора

Сборка сварочного инвертора не требует особых усилий при наличии необходимых инструментов, материалов. Расходы на изделие, выполненное своими руками минимальны за счет использования не дорогих изделий.

Настройка устройства для правильной работы зачастую требует помощи специалистов, но ее можно выполнить своими руками при соблюдении требований.

  1. Напряжение подается на инверторную плату, вентилятор охлаждения в первую очередь. Такой подход исключит перегрев системы и заблаговременный выход из строя.
  2. На зарядку силовых конденсаторов отводится немного времени, после этого производится замыкание резистора в цепи. Проверка реле происходит на выходе из резистора, напряжение должно соответствовать нулевому показателю. Токоограничивающий резистор необходим для безопасного использования инвертора, без его применения может произойти возгорание аппарата.
  3. Осциллографом измеряется поступающие импульсы тока на трансформатор, соотношение должно быть 66 к 44 процентам.
  4. Процесс сварки инвертором, сделанным своими руками проверяется вольтметром, подключенным к оптрону на выходе его усилителя.
  5. К выходному мосту подается напряжение силой 16 вольт, для этого используется подходящий блок питания. При работе на холостом ходу, потребляемый ток составляет около 100 мА.

Проверка производится с кратковременных процессов сварки. При выполнении сварки до 10 секунд необходимо контролировать температуру инвертора, если трансформаторы не сильно нагрелись, возможно постепенно увеличивать режим работы.

Проверка соединений инвертора мультиметром

Использование сварочного инвертора, изготовленным своими руками подразумевает выход устройства из строя. Для диагностики необходимо своими руками вскрыть корпус аппарата, проверить напряжение на входе. Распространённой проблемой является выход из строя блока питания, за счет недостаточного охлаждения или некачественных материалов, используемых при продолжительной работе. Также следует визуально осмотреть соединения и проверить их мультиметром. При случаях выхода из строя термодатчика либо предохранителей, необходимо заменить их на новые.

Схема

Как любая электроустановка, агрегат плазменной резки собирается согласно электросхемам.

Принципиальная

Схема

На этой схеме указаны все элементы установки независимо от их расположения. Основной целью этого чертежа является показать связи между деталями и упростить понимание работы установки.

На принципиальной схеме аппарата изображены следующие элементы:

  • питающий трансформатор с выпрямителем;
  • осциллятор;
  • токовое реле;
  • резистор, ограничивающий ток вспомогательной дуги;
  • контактор, отключающий эту дугу;
  • пускатель, включающий аппарат;
  • кнопка включения реза;
  • компрессор с аппаратурой управления.

Информация! Силовые цепи могут изображаться толстыми линиями.

Схема

Управления

В схеме управления показаны все кнопки и регуляторы, которые находятся на пульту или непосредственно на плазмотроне:

  • кнопки включения компрессора;
  • регулятор давления воздуха;
  • при наличии охлаждающей жидкости кнопки и регуляторы ее потоком;
  • амперметр;
  • вольтметр;
  • датчики протока воды и воздуха;
  • кнопка управления резом (может находиться на рукоятке плазмотрона).

Информация! Все эти элементы изображены так же на принципиальной схеме.

Схема

Подключения

На схеме подключения указаны кабеля и шланги, соединяющие все элементы между собой. На ней указывается сечение и длина проводов, а также место подключения.

Контактная точечная сварка своими руками

Аппараты для точечной сварки не так часто используются в быту, как дуговые, но иногда без них невозможно обойтись. Учитывая, что стоимость такого оборудования начинается от $450-$470, рентабельность его покупки вызывает сомнения.

Бытовой аппарат для точечной сварки CBA-1,5AK

Контактная точечная сварка своими руками

Выход из такой ситуации – контактная точечная сварка своими руками. Но, прежде чем рассказать, как самостоятельно сделать такое устройство, давайте рассмотрим, что представляет собой точечная сварка и технологию ее работы.

Аппарат для сварки из мотора

Чтобы собрать простой агрегат из статора, выбирают электродвигатель, имеющий нужные параметры. Рекомендуется использовать мотор 2А мощностью 7-15 кВт с большим окном магнитопровода. Для изготовления аппарата выполняют следующие действия:

  1. Устанавливают статор на кирпичи. Внутрь укладывают дрова, поджигают их. Через несколько часов прожарки магнитопровод отделяется от корпуса. При необходимости кабели также удаляют после термической обработки.
  2. Полученную заготовку пропитывают масляным лаком, просушивают. Ускорить процесс помогает тепловая пушка. Лаковая пропитка препятствует рассыпанию конструкции после удаления стяжек, необходимого для повышения мощности трансформатора.
  3. Из картона делают 2 торцевые заготовки. Из этого же материала изготавливают 2 гильзы — внешнюю и внутреннюю.
  4. Устанавливают накладки на заготовку. Монтируют цилиндры, обматывают конструкцию стеклолентой. Покрывают деталь лаком, просушивают.
  5. Наматывают на полученный сердечник 20 витков медной жилы толщиной более 1,5 мм, подают напряжение в 12 В. Замеряют силу тока, она должна составлять около 2 А. При получении большего значения увеличивают число витков, и наоборот.
  6. Подсоединяют один конец вторичной намотки к диодному мосту. Так трансформатор можно будет использовать для запуска автомобиля вместо аккумулятора. Для сварки напряжение должно составлять 60-70 В. Аппарат будет совместим с электродами диаметром 3-5 мм.
  7. При наличии свободного места добавляют 4 витка медной шины. Так получают отличный агрегат для точечной сварки тонкого листового металла.
  8. Изготавливают корпус из пластика или текстолита. В местах соединения катушки с кожухом устанавливают резиновые прокладки.
Аппарат для сварки из мотора