Część mocy z sterownikami i zasilaczem
Schemat przedstawia część mocy spawarki inwertorowej z zasilaczem i sterownikami tranzystorów mocy. Płytka zasilacza ze sterownikami jest montowana oddzielnie i oddzielona od części mocy ekranem, który jest elektrycznie połączony z obudową spawarki. Przewody sterujące bramkami tranzystorów powinny być skręcone ze sobą i następnie przylutowane blisko wyprowadzeń tranzystorów. Długość przewodów nie powinna przekraczać 15cm, przekrój nie jest istotny.
Zasilacz to klasyczna przetwornica typu flyback. Na pierwotnym uzwojeniu transformatora zasilacza nawinięto za pomocą tego samego przewodu uzwojenie ekranujące. Jego zwoje powinny całkowicie przykrywać uzwojenie pierwotne, a ich kierunek powinien odpowiadać kierunkowi zwojów uzwojenia wtórnego. Pomiędzy poszczególnymi uzwojeniami powinna się znajdować taśma izolacyjna. Uruchomienie polega na doborze R1 tak, aby otrzymać napięcie 20-22V potrzebne do zasilenia przekaźnika.
Część mocy spawarki nie zawiera niczego nietypowego, wszystko zostało pokazane na schemacie. Należy zaplanować dobór odpowiednich radiatorów dla prostownika wejściowego, tranzystorów mocy i prostownika wyjściowego. Klucze najlepiej przylutować do podłoża z miedzi. Od rozmiarów radiatorów oraz intensywności przepływu powietrza będzie zależeć czas pracy spawarki. Jedyny czujnik temperatury, który jest wykorzystywany w systemie sterowania, trzeba będzie umieścić wewnątrz tego radiatora, który będzie najbardziej się nagrzewał.
System sterowania
System sterowania jest oparty na sterowniku PWM TL494 z jednym kanałem regulacji. Ten kanał stabilizuje prąd w łuku. Mikrokontroler ustala wartość prądu przy pomocy PWM o częstotliwości ok. 75kHz. Wypełnienie PWM ma wpływ na napięcie na kondensatorze C1. Wartość tego napięcia odpowiada za wartość prądu inwertorowego.
Ustawienie falownika
Zasilanie części mocy powinno być wyłączone. Zawczasu sprawdzony zasilacz podłączamy do systemu sterowania i włączamy do sieci. Na wyświetlaczu zaświecą się wszystkie ósemki. Podłączamy oscyloskop do wyjść Out1 i Out2. Kontrolujemy ilość impulsów PWM o częstotliwości 40-50kHz z czasem martwym pomiędzy nimi nie mniejszym niż 1,5µs. Długość czasu martwego można regulować, zmieniając napięcie na wejściu DT(4) w TL494. Następnie należy sprawdzić za pomocą oscyloskopu napięcie na bramkach kluczy. Powinny się pojawić impulsy prostokątne z czasem narastania nie przekraczającymi 500ns o częstotliwości 40-50kHz i amplitudzie 15-18V.
Jeśli wszystko się zgadza, składamy do kupy całość falownika i podłączamy go do sieci. Na wyświetlaczu na początku pojawią się ósemki, następnie można włączyć przekaźnik i wskaźnik pokaże 120A. Jeśli ósemki nadal się świecą, oznacza to, że napięcie w przewodach spawalniczych jest mniejsze niż 100V. Szukamy przyczyny problemu i staramy się go rozwiązać.
Następnie, klikając w przyciski, staramy się zmieniać wartość prądu. Jeśli przytrzymamy jeden z przycisków, zmiana wartości prądu nastąpi automatycznie. Zmiana wartości prądu powinna zmieniać proporcjonalnie napięcie na kondensatorze C1.
Jednocześnie wciskamy oba przyciski. Przechodzimy w tryb wyświetlania temperatury. Jeśli wskaźniki temperatury podają nieprawidłowy wynik, dobierając odpowiedni rezystor R2, otrzymamy właściwe wskazania.
Jeśli nie występują żadne problemy, ustawiamy wartość prądu 20A i podłączamy do przewodów spawalniczych rezystor o oporze 0,5Ω. Rezystor powinien wytrzymać przepływ prądu o wartości nie mniejszej niż 60A. Do wyjść bocznika podłączamy woltomierz z ustrojem elektromagnetycznym na zakresie 75mV. Staramy się zmienić wartość prądu falownika i zgodnie ze wskaźnikiem woltomierza kontrolujemy prąd. Prąd powinien się zmieniać proporcjonalnie do wartości. Ustalamy wartość prądu na 50A. Jeśli wskaźnik woltomierza nie pokazuje wartości 50A, do wyłączonego falownika przylutowujemy rezystor R3 o innej wartości. Dobierając R3, otrzymujemy wartość prądu odpowiadającą tej zmierzonej wcześniej.
Następnie robimy próbne spawanie - po minucie spawania przy prądzie 120A, wyłączamy falownik z sieci i szukamy najcieplejszego radiatora. Do tego radiatora trzeba zamontować czujnik temperatury.
Instrukcja obsługi
W momencie włączenia falownika do sieci, kontroler automatycznie ustawi wartość prądu inwertorowego na 120A. Jeśli przy włączeniu napięcie w przewodach spawalniczych wyniesie mniej niż 100V, to wskaźnik będzie wyświetlać ósemki, co świadczy o błędzie. W momencie normalnego uruchomienia, ósemki powinny zamienić się w wartość prądu 120A. Wciskając przyciski, można zmieniać zakres wartości od 20 do 160A.
Jeśli jest potrzeba kontrolowania temperatury falownika w czasie pracy, należy wcisnąć oba przyciski jednocześnie - wtedy wskaźnik będzie pokazywać bieżącą temperaturę radiatora.
Jeśli temperatura radiatora w czasie pracy przekroczy 75 stopni, to, niezależnie od trybu wskaźnika, który był w danym momencie, wyświetlacz zacznie pokazywać temperaturę radiatora i włączy się przerywany sygnał dźwiękowy. Nie dojdzie jednak do blokady falownika, natomiast wartość prądu zostanie automatycznie zmniejszona do 20A.
Jak tylko temperatura spadnie poniżej 65 stopni, wyłączy się sygnał dźwiękowy, a wskaźnik będzie pokazywał wyniki przed podwyższeniem temperatury. Wartość prądu wyniesie 20A.
Jeśli dojdzie do uszkodzenia czujnika temperatury, wskaźnik wyświetli kod błędu Ert1 i włączy się przerywany sygnał dźwiękowy. Blokada falownika nie nastąpi, natomiast wartość prądu zostanie automatycznie zmniejszona do 20A.
Jeśli dojdzie do zwarcia czujnika temperatury, wskaźnik wyświetli kod błędu Ert0 i włączy się przerywany sygnał dźwiękowy. Nie dojdzie jednak do blokady falownika, ale wartość prądu zostanie automatycznie zmniejszona do 20A.
Link z wsadem do mikrokontrolera: http://ruslanlipin.narod.ru/svarka_most/most.rar
Źródło: http://ruslanlipin.narod.ru/svarka_most.html
Cool? Ranking DIY
! Tego typu implsy wysokiej częstotliwości są bezpieczne dla spawacza. Pomysł z podwajaczem wartości szczytowej napięcia nie jest bez sensu. Im mniej zwojów na uzwojeniu wtórnym tym lepiej. Szczególnie, że dwupołówkowe magnesowanie rdzenia trafo umożliwia stosowanie stosunkowo małych rdzeni. Tutaj dla 160A tylko E65/N87 (/~3C92)! Jak widać na fotografii trafo falownika jest bez szczeliny a małe rozproszenie zapewnia lepszą sprawność to jeszcze mniejsze zakłócenia dla kluczy od indukcji rozproszenia.
!
