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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Schweißmaschine aus Teilen alter Fernseher zusammengebaut. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Schweißgeräte Viele im Haushalt würden eine Vorrichtung zum Elektroschweißen von Teilen aus Eisenmetallen benötigen. Da massenproduzierte Schweißgeräte recht teuer sind, verpflichten sich viele Funkamateure zur Eigenfertigung. Dieser Artikel handelt von einem dieser Geräte. Von Beginn meiner Arbeit an habe ich mir die Aufgabe gestellt, die einfachste und billigste Schweißmaschine zu schaffen, in der weit verbreitete Teile und Baugruppen verwendet werden. Von den beiden Hauptoptionen für die Konstruktion des Geräts - mit einem Schweißtransformator oder auf der Basis eines Konverters - wurde die zweite gewählt. Tatsächlich ist ein Schweißtransformator ein großer und schwerer Magnetkreis und viel Kupferdraht für Wicklungen, der für viele unzugänglich ist. Elektronische Bauteile für den Wandler sind bei richtiger Auswahl nicht knapp und relativ günstig.
Als Ergebnis ziemlich langwieriger Experimente mit verschiedenen Arten von Wandlern auf der Basis von Transistoren und Trinistoren wurde die in Abb. 1. Einfache Transistorwandler erwiesen sich als äußerst launisch und unzuverlässig, und Trinistorwandler können dem Ausgangskreis ohne Schaden standhalten, bis die Sicherung durchbrennt. Außerdem erwärmen sich Trinistoren viel weniger als Transistoren. Wie Sie leicht sehen können, ist das Schaltungsdesign nicht originell - es ist ein gewöhnlicher Single-Cycle-Konverter, sein Vorteil liegt in der Einfachheit des Designs und dem Fehlen knapper Komponenten, das Gerät verwendet viele Funkkomponenten von alten Fernsehgeräten. Und schließlich erfordert es praktisch keine Anpassung. Das Schweißgerät hat die folgenden Hauptmerkmale: Grenzwerte der Schweißstromregelung, A.........40...130 Maximale Spannung an der Elektrode im Leerlauf, V .......................................... 90 Maximaler vom Netzwerk verbrauchter Strom, A.............20 Spannung im Wechselstromversorgungsnetz mit einer Frequenz von 50 Hz, V............. 220 Maximaler Durchmesser der Schweißelektrode, mm ..........3 Belastungsdauer (PN), %, bei einer Lufttemperatur von 25 °C und Ausgangsstrom 100A ...................... 60
Geräteabmessungen, mm.......................350x 180x 105 Masse des Gerätes ohne Zuleitungen und Elektrodenhalter, kg.......................5,5 Art des Schweißstroms - konstant, Regulierung - gleichmäßig. Beim Stumpfschweißen von 3 mm dicken Stahlblechen mit einer Elektrode von 3 mm Durchmesser überschreitet der von der Maschine aus dem Netz aufgenommene Dauerstrom 10 A nicht. Die Schweißspannung wird durch einen am Elektrodenhalter befindlichen Knopf eingeschaltet, der es einerseits ermöglicht, eine erhöhte Lichtbogenzündspannung zu verwenden und andererseits die elektrische Sicherheit zu erhöhen, da beim Lösen des Elektrodenhalters die Spannung abnimmt an der Elektrode wird automatisch ausgeschaltet. Die erhöhte Spannung erleichtert das Zünden des Lichtbogens und gewährleistet die Stabilität seines Brennens. Die Verwendung von Schweißgleichstrom mit umgekehrter Polarität der Schweißspannung ermöglicht das Verbinden von Dünnblechteilen. Die Netzspannung richtet die Diodenbrücke VD1-VD4 gleich. Der gleichgerichtete Strom, der durch die Lampe HL1 fließt, beginnt den Kondensator C5 aufzuladen. Die Lampe dient als Ladestrombegrenzer und Indikator für diesen Vorgang. Mit dem Schweißen sollte erst begonnen werden, nachdem die HL1-Lampe erloschen ist. Gleichzeitig werden die Batteriekondensatoren C1–C6 über die Induktivität L17 geladen. Das Leuchten der HL2-LED zeigt an, dass das Gerät mit dem Netzwerk verbunden ist. Trinistor VS1 ist noch geschlossen. Wenn Sie die Taste SB1 drücken, wird ein Impulsgenerator mit einer Frequenz von 25 kHz gestartet, der auf einem Unijunction-Transistor VT1 montiert ist. Die Generatorimpulse öffnen den VS2-Trinistor, der wiederum die parallel geschalteten VS3-VS7-Trinistoren öffnet. Die Kondensatoren C6-C17 werden über die Induktivität L2 und die Primärwicklung des Transformators T1 entladen. Schaltungsdrossel L2 - Primärwicklung des Transformators T1 - Kondensatoren C6-C17 ist ein Schwingkreis. Wenn sich die Stromrichtung in der Schaltung in die entgegengesetzte Richtung ändert, beginnt der Strom durch die Dioden VD8, VD9 zu fließen, und die Trinistoren VS3-VS7 schließen bis zum nächsten Impuls des Generators am Transistor VT1. Dann wird der Vorgang wiederholt. Die an der Wicklung III des Transformators T1 entstehenden Impulse öffnen den Thyristor VS1. die den Netzgleichrichter über die Dioden VD1 -VD4 direkt mit dem Thyristorwandler verbindet. Die HL3-LED dient zur Anzeige des Prozesses der Impulsspannungserzeugung. Die Dioden VD11-VD34 richten die Schweißspannung gleich, die Kondensatoren C19-C24 glätten sie und erleichtern so die Zündung des Schweißlichtbogens. Schalter SA1 ist ein Batch- oder anderer Schalter mit einem Strom von mindestens 16 A. Abschnitt SA1.3 schließt im ausgeschalteten Zustand den Kondensator C5 mit dem Widerstand R6 und entlädt diesen Kondensator schnell, sodass Sie das Gerät ohne Angst vor einem Stromschlag überprüfen und reparieren können . Der Lüfter VN-2 (mit Elektromotor M1 gemäß Diagramm) sorgt für die Zwangskühlung der Gerätekomponenten. Es wird nicht empfohlen, weniger leistungsstarke Lüfter zu verwenden, da sonst mehrere davon installiert werden müssen. Kondensator C1 – jeder, der für den Betrieb mit einer Wechselspannung von 220 V ausgelegt ist. Die Gleichrichterdioden VD1-VD4 müssen für einen Strom von mindestens 16 A und eine Sperrspannung von mindestens 400 V ausgelegt sein. Sie müssen auf plattenförmigen Eckkühlkörpern mit einer Größe von 60 x 15 mm und einer Dicke von 2 mm aus Aluminiumlegierung installiert werden . Anstelle eines einzelnen Kondensators C5 können Sie eine Batterie aus mehreren parallel geschalteten Batterien für eine Spannung von jeweils mindestens 400 V verwenden, wobei die Batteriekapazität größer sein kann als im Diagramm angegeben. Die Drossel L1 besteht aus einem Stahlmagnetkern PL 12,5x25-50. Auch jeder andere Magnetkreis mit gleichem oder größerem Querschnitt ist geeignet, sofern die Wicklung in ihrem Fenster angeordnet ist. Die Wicklung besteht aus 175 Windungen Draht PEV-2 1,32 (ein Draht mit kleinerem Durchmesser kann nicht verwendet werden!). Der Magnetkreis muss einen nichtmagnetischen Spalt von 0,3 ... 0,5 mm haben. Drosselinduktivität - 40 ± 10 μH. Die Kondensatoren C6-C24 sollten einen kleinen dielektrischen Verlustfaktor haben, und C6-C17 sollten auch eine Betriebsspannung von mindestens 1000 V haben. Die besten Kondensatoren, die ich getestet habe, sind K78-2, die in Fernsehgeräten verwendet werden. Sie können weiter verbreitete Kondensatoren dieses Typs mit einer anderen Kapazität verwenden, wodurch die Gesamtkapazität auf die im Diagramm angegebene Gesamtkapazität gebracht wird, sowie importierte Filmkondensatoren. Versuche, Papier- oder andere Kondensatoren zu verwenden, die für den Betrieb in Niederfrequenzschaltungen ausgelegt sind, führen in der Regel nach einiger Zeit zu deren Ausfall. Trinistoren KU221 (VS2-VS7) sollten vorzugsweise mit dem Buchstabenindex A oder im Extremfall B oder G verwendet werden. Wie die Praxis gezeigt hat, erwärmen sich die Kathodenanschlüsse der Trinistoren während des Betriebs des Gerätes merklich, was ggf führen zur Zerstörung von Lötstellen auf der Platine und sogar zum Ausfall von Trinistoren. Die Zuverlässigkeit ist höher, wenn entweder Kolbenrohre aus verzinnter Kupferfolie mit einer Dicke von 0,1 ... über die gesamte Länge bestehen. Der Kolben (Bandage) sollte die gesamte Länge der Leitung fast bis zur Basis bedecken. Es muss schnell gelötet werden, um den Trinistor nicht zu überhitzen. Sie werden eine Frage haben: Ist es möglich, einen leistungsstarken anstelle mehrerer Trinistoren mit relativ geringer Leistung zu installieren? Ja, dies ist möglich, wenn ein Gerät verwendet wird, das in seinen Frequenzeigenschaften den KU221A-Trinistoren überlegen (oder zumindest vergleichbar) ist. Aber unter denen, die zum Beispiel aus der PM- oder TL-Serie erhältlich sind, gibt es keine. Der Übergang zu Niederfrequenzgeräten erzwingt eine Senkung der Betriebsfrequenz von 25 auf 4 ... 6 kHz, was zu einer Verschlechterung vieler der wichtigsten Eigenschaften des Geräts und einem lauten schrillen Quietschen während des Schweißens führt. Außerdem hat sich herausgestellt, dass ein leistungsstarker Trinistor weniger zuverlässig ist als mehrere parallel geschaltete, da es für sie einfacher ist, bessere Bedingungen für die Wärmeabfuhr zu schaffen. Es reicht aus, eine Gruppe von Trinistoren auf einer Wärmeabfuhrplatte mit einer Dicke von mindestens 3 mm zu installieren. Da die Stromausgleichswiderstände R14-R18 (C5-16 V) beim Schweißen sehr heiß werden können, müssen sie vor dem Einbau durch Brennen oder Erhitzen mit einem Strom, dessen Wert experimentell gewählt werden muss, von der Kunststoffhülle befreit werden. Die Dioden VD8 und VD9 sind auf einem gemeinsamen Kühlkörper mit Trinistoren installiert, und die Diode VD9 ist mit einer Glimmerdichtung vom Kühlkörper isoliert. Statt KD213A sind KD213B und KD213V sowie KD2999B, KD2997A, KD2997B geeignet. Bei der Montage von Dioden und Trinistoren ist die Verwendung von Wärmeleitpaste zwingend erforderlich. Induktor L2 ist eine rahmenlose Spirale aus 11 Drahtwindungen mit einem Querschnitt von mindestens 4 mm2 in hitzebeständiger Isolierung, gewickelt auf einem Dorn mit einem Durchmesser von 12...14 mm. Die Drossel beim Schweißen ist sehr heiß, daher sollte beim Wickeln der Spirale ein Abstand von 1 ... 1.5 mm zwischen den Windungen vorhanden sein und die Drossel muss so positioniert werden, dass sie sich im Luftstrom des Lüfters befindet.
Der Magnetkreis des T1-Transformators besteht aus drei PK30x16-Magnetkreisen, die aus Ferrit 3000NMS-1 zusammengefaltet sind (sie wurden für horizontale Transformatoren alter Fernsehgeräte verwendet). Die Primär- und Sekundärwicklungen sind jeweils in zwei Abschnitte unterteilt (siehe Abb. 2), mit Draht PSD1,68x10,4 in Glasfaserisolierung gewickelt und entsprechend in Reihe geschaltet. Die Primärwicklung enthält 2x4 Windungen, die Sekundärwicklung 2x2 Windungen. Die Abschnitte werden auf einen speziell angefertigten Holzdorn gewickelt. Die Abschnitte werden durch zwei Bandagen aus verzinntem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0,8 ... 1 mm vor dem Abwickeln geschützt. Bindenbreite - 10...11 mm. Unter jede Bandage wird ein Streifen Elektrokarton gelegt oder es werden mehrere Windungen Glasfaserband gewickelt. Nach dem Wickeln werden die Bandagen gelötet. Eine der Bandagen jedes Abschnitts dient als Ausgang seines Anfangs. Dazu wird die Isolierung unter der Ummantelung so ausgeführt, dass sie von innen direkt am Anfang der Streckenwicklung anliegt. Nach dem Wickeln wird die Bandage auf den Anfang des Abschnitts gelötet, wozu dieser Abschnitt der Spule vorher entisoliert und verzinnt wird. Es ist zu beachten, dass die Wicklung I unter den härtesten thermischen Bedingungen arbeitet.Aus diesem Grund müssen beim Wickeln ihrer Abschnitte und während des Zusammenbaus Luftspalte zwischen den äußeren Teilen der Windungen vorgesehen werden, indem zwischen den Windungen kurze, geschmiert mit hitzebeständigem Kleber, Glasfasereinsätze. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Luftspalte in den Wicklungen vorhanden sind, desto effizienter ist die Wärmeabfuhr aus dem Transformator. An dieser Stelle ist auch anzumerken, dass Wicklungsabschnitte, die mit den erwähnten Einsätzen und Dichtungen mit Draht des gleichen Querschnitts 1,68 x 10,4 mm2 ohne Isolierung hergestellt sind, unter den gleichen Bedingungen besser kühlen. Als nächstes werden beide Teile der Primärwicklung übereinander gestapelt, so dass die Richtungen ihrer Wicklung (von ihren Enden aus gezählt) entgegengesetzt sind und die Enden auf der gleichen Seite liegen (siehe Abb. 2). Die in Kontakt stehenden Bandagen werden durch Löten verbunden, und es ist ratsam, ein Kupferpad in Form eines kurzen Drahtstücks, aus dem der Abschnitt besteht, an die vorderen zu löten, die als Zuleitungen der Abschnitte dienen. Das Ergebnis ist eine starre einteilige Primärwicklung des Transformators. Die Sekundärseite wird auf die gleiche Weise hergestellt. Der Unterschied besteht nur in der Anzahl der Windungen in den Abschnitten und in der Tatsache, dass es notwendig ist, einen Ausgang vom Mittelpunkt aus bereitzustellen. Die Wicklungen sind genau definiert auf dem Magnetkreis installiert - dies ist für den korrekten Betrieb des Gleichrichters VD11 - VD32 erforderlich. Die Wicklungsrichtung des oberen Wicklungsabschnitts I (bei Blick von oben auf den Transformator) muss entgegen dem Uhrzeigersinn sein, ausgehend von der oberen Klemme, die mit der Drossel L2 verbunden werden muss. Die Wicklungsrichtung des oberen Wicklungsabschnitts II ist dagegen im Uhrzeigersinn, ausgehend vom oberen Ausgang ist er mit dem Diodenblock VD21-VD32 verbunden. Wicklung III ist eine Spule aus beliebigem Draht mit einem Durchmesser von 0,35 ... 0,5 mm in hitzebeständiger Isolierung, die einer Spannung von mindestens 500 V standhält. Sie kann von der Seite an einer beliebigen Stelle des Magnetkreises zuletzt platziert werden die Primärwicklung.
Um die elektrische Sicherheit des Schweißgeräts und eine effektive Kühlung aller Elemente des Transformators mit Luftstrom zu gewährleisten, ist es sehr wichtig, die erforderlichen Abstände zwischen den Wicklungen und dem Magnetdraht einzuhalten. Diese Aufgabe übernehmen vier Fixierbleche, die bei der Endmontage der Baugruppe in die Wicklungen eingelegt werden. Die Platten bestehen aus Glasfaser mit einer Dicke von 1,5 mm gemäß der Zeichnung in Abb. 3. Nach der endgültigen Ausrichtung der Platte empfiehlt es sich, diese mit hitzebeständigem Kleber zu fixieren. Der Transformator wird mit drei aus Messing- oder Kupferdraht gebogenen Klammern mit einem Durchmesser von 3 mm am Sockel des Geräts befestigt. Dieselben Klammern fixieren die gegenseitige Position aller Elemente des Magnetkreises. Vor der Montage des Transformators auf dem Sockel müssen zwischen den Hälften jedes der drei Sätze des Magnetkreises nichtmagnetische Dichtungen aus Elektrokarton, Getinaken oder Textolit mit einer Dicke von 0,2 ... 0,3 mm eingelegt werden. Für die Herstellung eines Transformators können Magnetkerne anderer Größen mit einem Querschnitt von mindestens 5,6 cm2 verwendet werden. Passend zum Beispiel W20x28 oder zwei Sätze W 16x20 aus Ferrit 2000NM1. Wicklung I für den gepanzerten Magnetkreis besteht aus einem einzigen Abschnitt mit acht Windungen, Wicklung II - ähnlich wie oben beschrieben - aus zwei Abschnitten mit zwei Windungen.
Der Schweißgleichrichter an den Dioden VD11-VD34 ist strukturell eine separate Einheit in Form eines Bücherregals (siehe Abb. 4). Es wird so zusammengebaut, dass jedes Diodenpaar zwischen zwei Wärmeabfuhrplatten mit einer Größe von 44 x 42 mm und einer Dicke von 1 mm aus Aluminiumlegierungsblech platziert wird. Das ganze Paket wird durch vier Stahlgewindebolzen mit einem Durchmesser von 3 mm zwischen zwei 2 mm starken Flanschen (aus dem gleichen Material wie die Platten) zusammengezogen, an die auf beiden Seiten zwei Platinen geschraubt sind, die die Gleichrichterzuleitungen bilden. Alle Dioden im Block sind auf die gleiche Weise ausgerichtet - mit den Kathodenanschlüssen nach rechts gemäß der Abbildung - und die Anschlüsse werden in die Löcher der Platine gelötet, die als gemeinsamer positiver Anschluss des Gleichrichters und des Geräts dient ein ganzes. Die Anodenanschlüsse der Dioden werden in die Löcher der zweiten Platine gelötet. Darauf werden zwei Gruppen von Schlussfolgerungen gebildet, die gemäß dem Schema mit den äußersten Schlussfolgerungen der Wicklung II des Transformators verbunden sind. Angesichts des großen Gesamtstroms, der durch den Gleichrichter fließt, besteht jede seiner drei Leitungen aus mehreren 50 mm langen Drahtstücken, die jeweils in ein eigenes Loch gelötet und am gegenüberliegenden Ende durch Löten verbunden sind. Eine Gruppe von zehn Dioden ist in fünf Segmenten verbunden, von vierzehn - in sechs, die zweite Platine mit einem gemeinsamen Punkt aller Dioden - in sechs. Es ist besser, einen flexiblen Draht mit einem Querschnitt von mindestens 4 mm zu verwenden. Auf die gleiche Weise werden Hochstrom-Gruppenausgänge von der Hauptplatine des Geräts hergestellt. Die Gleichrichterplatinen sind aus Glasfaserfolie 0,5 mm dick und verzinnt. Vier schmale Schlitze in jeder Platine tragen dazu bei, die Belastung der Diodenanschlüsse während thermischer Verformungen zu reduzieren. Zum gleichen Zweck müssen die Diodenzuleitungen vergossen werden, wie in Abb. vier. Im Schweißgleichrichter können Sie auch leistungsstärkere Dioden KD2999B, 2D2999B, KD2997A, KD2997B, 2D2997A, 2D2997B verwenden. Ihre Zahl kann geringer sein. In einer der Varianten des Geräts funktionierte also ein Gleichrichter aus neun 2D2997A-Dioden erfolgreich (fünf in einem Arm, vier in dem anderen). Die Fläche der Kühlkörperplatten blieb gleich, ihre Dicke konnte auf bis zu 2 mm erhöht werden. Die Dioden wurden nicht paarweise angeordnet, sondern eine in jedem Fach. Veröffentlichung: radioradar.net
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