Саморобний зварювальний апарат з випрямлячем і подвоєнням напруги
Як показує практика, процес горіння дуги протікає більш стабільною у зварювальних пристроїв з м'якою (падаючої) вольт-амперної характеристикою. До числа таких «сварочніка» можна, зокрема, віднести і саморобний апарат з випрямлячем, принципова електрична схема якого виконана з заковика, суть якої - в швидкій зміні режимів роботи діодів, що включаються то за типовим вентильному мосту (ВСМ), то по так званій схемою подвоєння напруги (ВСУ).
Принципова електрична схема (а) і вольт-амперні характеристики (б) саморобного апарату для зварювання на постійному струмі.
Особливу роль в даному технічному рішенні грає перемичка Х2ХЗ. Вставивши її, отримують з самого що ні на є звичайного діодного моста VD1- VD4 з низькочастотним фільтром C1C2L1 випрямний пристрій, на виході якого в режимі холостого ходу - подвоєне (в порівнянні з першим варіантом роботи) напруга. При цьому позитивна, скажімо, полуволна напруги, що надходить від початку вторинної обмотки зварювального трансформатора Т1, безперешкодно проходить напівпровідниковий силовий вентиль VD1 і, зарядивши конденсатор С1 практично до максимуму, повертається до кінця названої обмотки.
З настанням іншого напівперіод ланцюг проходження позитивних електричних зарядів буде дещо іншою: від кінця обмотки II зварювального трансформатора Т1 до С2, а від нього - через вентиль VD2 - до початку тієї ж вторинної обмотки. Але конденсатори С1 і С2 з'єднані один з одним так, що результуюча напруга виявляється рівним сумарному, яке і підводиться через дросель L1 до проміжку «електрод - деталь», полегшуючи виникнення зварювальної дуги.
Напівпровідникові діоди VD3 і VD4 при замкнутої перемичці і відсутності зварювальної дуги в роботі схеми як би не беруть участь через свого зворотного включення в випрямні ланцюга. До того ж кожен з них виявляється замкненим напругою від відповідного конденсатора.
Недоліком типових схем подвоєння є, як стверджує теорія, круто падаюча зовнішня характеристика, тобто різке зниження випрямленої напруги при збільшенні струму навантаження. Це змушує застосовувати зарядні конденсатори великої ємності (в розглянутому пристрої - «електроліти» по 15000 мкФ кожний).
Крім того, типові схеми подвоєння вибухонебезпечні: при пробої одного з силових вентилів змінну напругу виявляється безпосередньо прикладеним до електролітичному (оксидних) конденсатору, що неприпустимо. Ось тут-то і покликані зіграти свою рятівну роль бездействовавшие раніше VD3, VD4 (конкретний внесок цих діодів, як і робота схеми безпосередньо під час зварювання виходить за рамки даного матеріалу, а тому не розглядається).
На графіку приведені області існування зварювальної дуги, що живиться від ВСМ і від ВСУ. Тепер про саморобних вузлах і радіодеталях, використовуваних в пропонованому технічному рішенні. Потужність трансформатора Т1, що має магнітопровід ПЛ45х80, дорівнює 2,5 кВ * А. Первинна обмотка «сварочніка» містить 156 витків дроту ПЕВ2 діаметром 2,5 мм.
Зрозуміло, вона може бути також виконана і більш тонким, але складеним удвічі ПЕВ2-1.7 мм. Для вторинної (понижувальної) обмотки використаний БПВЛ перетином 16 мм 2. Необхідна кількість витків тут - 22.
Дросель L1 містить 33 витка проводу БПВЛ перетином 10 мм 2. Намотані вони на ізолюючому каркасі, який надягає на муздрамтеатр ШЛ 50x50, що збирається за немагнітним 2-мм зазором, де встановлені прокладки товщиною 2 мм з термостійкого діелектрика. В якості останнього цілком підійде гетинакс або текстоліт.
Кожен з діодів встановлений на дюралюмінієвий тепловідвід-радіатор 80x80x45 мм з вертикальним розташуванням ребер (для кращого охолодження за рахунок конвекції). Клеми Х2-Х5 є латунні або мідні болти М10 з шайбами і гайками, виведені на передню панель з текстоліту або гетинаксу. Перемичка перетином 30 мм 2 - з міді або алюмінію.