Как сделать дроссель для сварочного аппарата постоянного тока

Как сделать дроссель для сварочного аппарата постоянного тока

Сварка постоянным электрическим током получила широкое применение не только в масштабах крупных производств, но и в домашних мастерских. Современный рынок предлагает десятки (если не сотни) аппаратов для сварки с помощью электрической дуги, начиная от компактных маломощных сварочников, заканчивая промышленными высокопроизводительными агрегатами. Вне зависимости от типа оборудования, применяемого для электросварки, всех их объединяет одна проблема — неконтролируемое падение напряжение, из-за чего розжиг дуги и формирование шва становится затруднительным.

Для решения этой проблемы умельцы придумали дросель, внедряемый в цепь со сварочным оборудованием. У начинающих сварщиков сразу возникнет много вопросов: «Что это за деталь и как она функционирует? Как сделать дроссель самому на свой аппарат? Как рассчитать дроссель правильно?». В этой статье мы постараемся ответить на эти, и многие другие вопросы.

Расчет сечения проводов первичной обмотки трансформатора

Схема устройства сварочного трансформатора.

Теория трансформаторов сложна тем, что она основана на законах электромагнитной индукции и других явлений магнетизма. Однако, не используя сложный математический аппарат, можно пояснить, как работает трансформатор и можно ли его собрать самостоятельно.

Вручную трансформатор можно намотать на металлическом сердечнике, собранном из пластин трансформаторной стали. Проще выполнить намотку на стержневой или броневой сердечник, чем на тороидальный. Сразу же следует обратить внимание, что на изображении хорошо видна разница в толщине проводов: тонкий провод расположен непосредственно на сердечнике, и в нем явно видно большее количество витков. Это первичная обмотка. Более толстый провод и с меньшим количеством витков — это вторичная обмотка.

Не учитывая потери мощности внутри трансформатора, рассчитаем, каким должен быть ток I1 в его первичной обмотке. Идеальное напряжение сети равно U=220 В. Зная потребляемую мощность, например, P=5 кВт, имеем:

По току в первичной обмотке трансформатора определяем диаметр провода. Плотность тока для бытового сварочного трансформатора должна быть не более 5 А/мм 2 сечения провода. Следовательно, для первичной обмотки потребуется провод сечением S1=22,7:5=4,54 мм 2 .

По сечению провода определяем квадрат, его диаметр d без учета изоляции:

d 2 =4S/π=4×4,54/3,14=5,78.

Извлекая корень квадратный, получаем d=2,4 мм. Эти расчеты выполнены для медных жил провода. При намотке проводов с алюминиевым сердечником полученный результат необходимо увеличить в 1,6-1,7 раза.

Для первичной обмотки применяют медный провод, изоляция которого должна хорошо выдерживать высокие температуры. Это стеклотканевая или хлопчатобумажная изоляция. Подойдет резиновая и резинотканевая изоляция. Провода, имеющие ПВХ изоляцию, применять не следует.

Какие подручные средства можно использовать

Схема источника питания инверторного сварочного аппарата.

Чтобы соорудить дроссель для сварки своими руками, первым делом нужно подготовить материал. В данном случае можно применить практически любые неиспользуемые электротехнические приспособления. Конструкция являет собой обыкновенный сердечник с намотанным проводом. Для данной цели можно использовать трансформаторную конструкцию, которая ранее была смонтирована в старом телевизоре. Всю обмотку понадобится демонтировать. Сердечник можно будет использовать для намотки провода, длина которого рассчитывается заранее.

Если есть возможность, можно применить детали, которые были установлены в лампочках фонарей. Старые обмотки следует демонтировать, так как они часто неисправны. В процессе намотки провода их понадобится установить на прежнее место.

Для намотки дросселя можно применить любой сердечник сечением приблизительно 12-15 см. Между его элементами понадобится сделать немагнитную часть. Для этого следует закрепить прокладку для изоляции толщиной примерно 0,6-1 мм.

Плавной регулировки тока можно достичь благодаря монтажу подвижных обмоток трансформаторной конструкции. Путем смены расстояния между обмотками можно изменять величину магнитного потока и сопротивление в повторной обмотке.

Преобразование тока в сварочном инверторе.

Для сварки на непрерывном токе к обмотке на выходе трансформаторной конструкции нужно подключить элемент для преобразования временного тока в непрерывный. Такое приспособление называется выпрямителем. Ток может быть не непрерывным, а пульсирующим. Уменьшить пульсацию возможно исключительно путем увеличения емкости конденсаторного устройства.

Чтобы была возможность выполнять регулировку тока дуги с помощью дросселя, между выходом трансформаторной конструкции и точкой нужно включить 3 выпрямителя.

Элементы, которые будут нужны для сооружения дросселя:

  • электротехническая конструкция;
  • провода;
  • трансформатор;
  • лампа фонаря;
  • картон для изоляции.

Как рассчитать сечение провода обмотки

Здесь Jп — плотность тока в А/мм² для заданной в процентах величины ПН, а J — при долговременных режимах.

Для медных проводников трансформаторов и дросселей J обычно принимают равной 3,5 А/мм².

При использовании алюминиевых проводов необходимо применять понижающий коэффициент 1,6 (см. таблицу).

ПН (%) Jп ПН (%) Jп ПН (%) Jп
Медь 20 7.8 40 5.5 60 4.5
Алюминий 4.9 3.5 2.8

Чтобы определить сечение провода (S) для намотки дросселя полуавтомата, необходимо паспортное значение максимального тока (I max) разделить на Jп. К примеру при I max=150 А и ПН=40% сечение медного провода будет равно 27 мм². Точный тип проводника (провода или шинки) выбирается по справочнику с округлением в большую сторону.

Вычисление количества витков производится по формуле с использованием габаритов сердечника, которые также определяются расчетным путем. Но народные умельцы всего этого, как правило, не делают, т. к. собирают дроссель для полуавтомата на основе имеющегося в наличии магнитопровода. Обычное количество витков у такого изделия при токе 150–200 А — несколько десятков (40÷60). В отличие от величины сечения ошибка здесь не очень критична. В худшем случае она может привести к тому, что качество сварки не улучшится.

Вопросы по дросселю для сварочного трансформатора.

  • Авторизуйтесь для ответа в теме

#1 Бомбандил

Здравствуйте уважаемые мастера.

имею сварочный аппарат

Подключение к сети — 220380 В — 50 Гц
Ток сварки — 40-180 А
Потребляемая мощность — 1,1 кВт
Максимальная мощность — 7.7 кВт
Напряжение контура — 48 В
Диаметр электрода — 2,0-4,0 мм

Подумал и решил сделать к нему выпрямитель, вычитал что если все делать правильно, можно добиться минимальной просадки в сети, соседям думаю не очень нравится когда напряжение прыгает.

вообщем приобрел диоды В200 и какой-то дроссель заводского исполнения.

я в этих делах чайник, поэтому обращаюсь к опытным людям за подсказкой, что да как, куда где и когда.

вот сам дросеель

обмотка: медная жила 8х4.

16 витков, два слоя, две катушки итого 64 витка на двух катушках.

Скажите пожалуйста к каким концам на дросселе мне нужно подключать Плюс или Минус от диодного моста?

что еще необходимо докупить и смонтировать для полного комплекта?

  • Наверх
  • Вставить ник

#2 pavel83

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#3 Бомбандил

не поверите но для меня наиболее удобный вариант городить.

тем более уже разгон взят. осталось дело за малым.

  • Наверх
  • Вставить ник

#4 pavel83

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#5 pavel83

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#6 Бомбандил

  • Наверх
  • Вставить ник

#7 pavel83

Бомбандил, Тогда позовем Виктор 69, Рабиндранат Кагор, A L E X, может чего объяснят, раз у вас частный случай. Просьба, сделать фотографии для наглядности.

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#8 валера1963

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#9 A L E X

Здравствуйте уважаемые мастера.

имею сварочный аппарат

Подключение к сети — 220380 В — 50 Гц
Ток сварки — 40-180 А
Потребляемая мощность — 1,1 кВт
Максимальная мощность — 7.7 кВт
Напряжение контура — 48 В
Диаметр электрода — 2,0-4,0 мм

Подумал и решил сделать к нему выпрямитель, вычитал что если все делать правильно, можно добиться минимальной просадки в сети, соседям думаю не очень нравится когда напряжение прыгает.

вообщем приобрел диоды В200 и какой-то дроссель заводского исполнения.

я в этих делах чайник, поэтому обращаюсь к опытным людям за подсказкой, что да как, куда где и когда.

вот сам дросеель

др.jpg

обмотка: медная жила 8х4.

16 витков, два слоя, две катушки итого 64 витка на двух катушках.

Скажите пожалуйста к каким концам на дросселе мне нужно подключать Плюс или Минус от диодного моста?

что еще необходимо докупить и смонтировать для полного комплекта?

  • 2
  • Наверх
  • Вставить ник

#10 Виктор 69

Тему понял так маленько если что то поправите, у вас трансформаторный сварочник, вы хотите получить постоянку,

если я всё правильно понял, и избежать просадки напряжения из-за соседей.

получить постоянку просто:

1 сварочный трансформатор(СТ)- на его вход 220/380 блок конденсаторов 100 — 200 мкФ(переменка) первый блок

2 на выходе со СТ- блок конденсаторов 50-100 мкФ(переменка) второй блок

3 после второго блока диодный мост из 4 диодов на 200 Ампер с радиаторами

4 после диодного моста — блок конденсаторов , третий блок (постоянка , кондёры электролитические) 30000 — 100000 мкФ (способствуют очень хорошему зажиганию дуги и стабилизации)

5 после третьего блока кондёров — один и контактов уходит прямо на держак.

6 другой контакт уходит на ваш дросель и проходит через все 64 витка, так как на дросселе 2 катушки, и на фото не сильно разглядишь, смотрите что б катушки не работали против друг друга.

7 и с ваших 64 витков он уходит на массу.

8 попробуйте установить дроссель точно так же в промежуток , между вторым блоком кондёров и диодным мостом, на один из проводов. разница есть, вы её почувствуйте. а там как понравиться.

не знаю поймёте или нет, напишите нарисую схему.

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#11 валера1963

  • Наверх
  • Вставить ник

#12 Виктор 69

У меня такая же проблема была, сам мотал сварочник 220/15/30/45/60 на 60 вольтах электрод 5 мм резал, улица на коленках, по напряжению стояла, перемотал на 380/30, погшешность в сеть всего 4 вольта, соседи не знали что я варю, для зажигания дуги хорошего играл ёмкостью кондёров, мощьность сварочника не замерял приборами, но электрод четверка до конца не догорал 1/3 треть отпадывала от держака в раскалённом состоянии, стоит без дела правда весит 40 кг (обмотки+корпус+ 12 литров трансформаторного масла для охлаждения 2 часа на резке без проблем), приезжай забирай даром отдам.

  • 1
  • Наверх
  • Вставить ник

#13 Виктор 69

Виктор 69,Если применить Вашу конструкцию просадки сети не будет? А индуктивность дроселя как подбираете, чем меряете?

я практик, индуктивность и все параметры вообще не расчитываю, сварочники мотал на круглых тероидах, потерь самый минимум, если круглый тероид то сечение от 35-50 см.кв. аппарат будет буть здоров, если брать П — образный, или Ш- образный сразу сечение на 2 умножайте (вес увеличивается) , первичка мотается проста пока на холостом ходу 0,2-0,4 Ампера клещи (токоизмерительные)не покажут, сверху через изоляцию вторичку, 15 вольт выход для запуска машины зимой, 25 вольт выход, 35 вольт выход, ну и так до 60 , силу тока при сварке напряжением меняешь. можно спиралью или баластником как хочется.

  • Наверх
  • Вставить ник

#14 Бомбандил

спасибо уважаемые мастера, в принципе все понятно.

кондеров нужно значит кучу.

Спасибо еще раз всем.

есть правда парочку вопросов.

1.кондеры на вход нужны выше 380В?

2. все остальные после транса уже выше 60В, так как напряжение всего на выходе по заявленым характеристикам 48, ладно 50, ну а с запасом можно и 60В?

правильно ли я понял?

емае Конденсатор электролитический на 100000мкф цена 11000рублей.

Сообщение отредактировал Бомбандил: 24 Январь 2016 07:04

  • Наверх
  • Вставить ник

#15 Isperyanc

Бомбандил, кондёр на выходе на рабочее напряжение не ниже 80В, а то 40 вольтовый рванёт.

— http://websvarka.ru/. ma/#entry182491

Сообщение отредактировал Isperyanc: 24 Январь 2016 08:51

  • Наверх
  • Вставить ник

#16 SergDemin

Бомбандил, во первых, с просадкой сети Вы ничего сделать не сможете, она зависит от потребляемого сварочником тока. А ток определяется мощностью собственно дуги, КПД аппарата и его коэффициентом мощности. Мощность дуги = напяжение умноженное на ток , тут никуда не денешься, сколько надо под данный электрод и глубину провара, столько и обеспечь. Если с КПД у трансформатора, как правило, всё неплохо, не меньше 90%, то с коэффициентом мощности всё плохо — у трансформаторных сварочников он не выше 0,5. Это их врождённая особенность и изменить её Вам не удаться. То есть, он гоняет по подводящим проводам ток как минимум в два раза больше, чем надо. Соответственно, и сеть грузит. У инверторов с этим получше, без ККМ — 0,7, с ККМ — выше 0,9.

Конденсаторы Вам не нужны, просто включите этот дроссель после моста в разрыв любого провода, без разницы, и попробуйте варить.

Будет гораздо комфортнее, чем на переменке. Напряжение холостого хода у вашего трансформатора низкое, поэтому не все типы электродов нормально будут гореть.

Когда будет серьёзная работа, особенно на выезде купите себе нормальный инвертор. Всё вздорожало, но до 20 000р можно вполне приличный двухсотамперный взять.

Сообщение отредактировал SergDemin: 24 Январь 2016 08:55

Использование дросселя

Сварочные трансформаторы лучшая база для создания дросселя домашних условиях. Это не раз доведено на практике.

Он без затруднений, но плавно нагревает нашу дугу, при любом токе, так что он подойдет для обычных дачников, так же для работы на заводах, концернах со скачками напряжением.

Так же вы можете брать дроссель для сварочного аппарата вместе с выпрямителем. Пара дроссель и выпрямитель умеет свойство поднимать электродвижущую силу самоиндукции.

Например, если мы говорим про полуавтоматы, то это пара может запалить дугу даже на большом промежутке от метала.

Как изготовить дроссель для сварочного устройства

Схема изготовления сварочного дросселя.

Перед выполнением намотки провода понадобится изолировать ярмо.Для намотки дросселя можно использовать провод из алюминия или меди. В первом случае его сечение должно быть примерно 36-40 мм, во втором рекомендуемое сечение составляет 25 мм. Вместо провода можно использовать шину из меди толщиной 4-5 мм. Если планируется использовать алюминиевую деталь, то она должна иметь большую толщину. Провод нужно наматывать в количестве 30-35 витков, шина наматывается в 3 слоя. Если в качестве сердечника будет использоваться элемент от лампочки фонаря, то намотку следует выполнять только на одну боковую часть по всей длине до тех пор, пока окно не заполнится. Направление намотки изменять не допускается. Каждый слой должен быть изолирован от предыдущего. Элементы рекомендуется пропитать бакелитовым лаком.

В процессе намотки через одинаковое количество витков следует делать отводы. Контакты должны быть сильными, так как на них будет ложиться существенная нагрузка.

Установка дросселя оказывает положительное влияние на работу полуавтоматического устройства или обыкновенной самоделки. Для устройства, которое работает на временном токе, рекомендуется использовать приспособление вместе с конструкцией для выпрямления тока. В таком случае будет можно применять практически все возможные электроды.

Дроссель для сварки своими руками можно устанавливать и на устройство с понижающей трансформаторной конструкцией. Элемент нужно подключать на вторичную цепочку трансформатора для сварки. Это даст возможность соорудить устройство фирменного сварочного полуавтомата, который стоит очень дорого. Дроссель следует точно рассчитать по формуле, которая есть в документации, поставляемой вместе с приспособлением. Данное изделие будет иметь трансформаторную конструкцию с хорошим рассеиванием и отличными характеристиками.

Дроссель для инверторного или любого другого аппарата важно правильно настроить.

Ступенчатая регулировка тока дуги сварки может быть достигнута путем включения на выходе омического сопротивления, являющего собой нихромовую спираль, через одинаковое количество витков которой следует сделать отводы с контактами, выдерживающими любые нагрузки. Недостаток данного способа заключается в том, что в этом случае будет сильно нагреваться нить.

Когда настройка дросселя для сварки будет выполнена успешно, можно приступать к выполнению сварочных работ.

Материалы для самостоятельной сборки дросселя

Правильно подобрав материал, сварочный дроссель вполне можно собрать самостоятельно. Он представляет собой обычный сердечник с намотанным проводом. Для этой цели могут подойти многие неисправные электротехнические приборы. Очень часто для его изготовления используются трансформаторы от старых ламповых телевизоров, с которых можно удалить старую обмотку и намотать новую с требуемым сечением.

Схема источника питания инверторного сварочного аппарата.

Еще одним устройством, с которого можно снять дроссель, является старый уличный фонарь. Старую, пришедшую в негодность обмотку с этой детали нужно демонтировать, оставив только картонные прокладки для обеспечения зазора между основным элементом сердечника и замыкающим. В процессе намотки провода эти элементы следует установить на прежнее место.

Для изготовления дросселя подойдет любой магнитопроводящий сердечник с сечением 10 -15 см. Между его частями нужно сделать немагнитный участок, вставив изоляционную прокладку толщиной 0,5 -1 мм.

Для намотки дросселя применяется медный или алюминиевый провод.

Технология изготовления и установка

Для намотки дросселя используется алюминиевый или медный провод. В первом случае его сечение должно составить 35-40 мм, во втором достаточно будет и 25 мм. Можно в качестве замены провода использовать и шину, в частности медную, 4 на 6 мм, или более толстую алюминиевую. При этом провод наматывается в количестве от 25 до 40 витков, а шину надо будет намотать в 3 слоя. Если в качестве сердечника выступает вышеупомянутая деталь от лампы уличного фонаря, то намотка производится только на одну из боковых сторон по всей длине до полного заполнения окна. При этом направление намотки менять нельзя. Каждый слой нужно изолировать от предыдущего путем прокладки хлопчатобумажной ткани, стеклоткани или специального изолирующего картона, которые еще желательно пропитывать бакелитовым лаком.

Если для аппарата предусматривается не плавная, а ступенчатая регулировка, то в магнитопроводящем сердечнике дросселя никакого воздушного промежутка не делается, а при намотке через равное количество витков нужно делать отводы. Контакты на них нужно ставить при этом достаточно сильные, поскольку на них будет ложиться большая нагрузка. В целом нужно признать, что установление дросселя положительно влияет на работу любого аппарата для сварки, будь то сварочный полуавтомат или примитивная самоделка. Для аппарата, работающего на переменном токе, его оптимально будет использовать вместе с выпрямителем тока, что позволит тому применять практически всю номенклатуру электродов, да и работать он будет куда мягче.

Можно также ставить дроссель на аппарат вместе с понижающим трансформатором. Он подсоединяется на вторичную цепь сварочного трансформатора. Это повторяет конструкцию фирменного японского полуавтомата, стоящего больших денег. В этом случае дроссель нужно очень точно рассчитать по формуле, которая опубликована в специальной литературе, и преимущество это даст немалое. Такой аппарат будет иметь трансформатор с хорошим рассеиванием, а характеристики его будут четкими.

Стоит сразу предупредить, что прежде, чем собрать сварочный аппарат, собранный своими силами, дроссель необходимо правильно настроить. Это можно сделать двумя основными способами: добавляя или отматывая количество витков провода, или меняя размеры воздушного промежутка в сердечнике.

После того как дроселя будут успешно настроены, самодельный аппарат вполне сможет работать не хуже, чем дорогой фирменный полуавтомат.

Он будет соответствовать именно тем требованиям, которые нужны владельцу.