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無線電子工学および電気工学の百科事典 古いテレビの部品を組み立てた溶接機。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典
家庭の多くの人々は、鉄金属で作られた部品の電気溶接のための装置を必要とするでしょう。 大量生産された溶接機は非常に高価であるため、多くのアマチュア無線家が独自に生産しています。 この記事は、これらのデバイスのXNUMXつに関するものです。 私は仕事の最初から、広く使用されている部品やアセンブリを使用して、最もシンプルで安価な溶接機を作成するという課題に取り組みました。 装置の設計のためのXNUMXつの主要なオプション（溶接変圧器を使用するか、コンバーターに基づく）のうち、XNUMX番目のオプションが選択されました。 確かに、溶接変圧器は大きくて重い磁気回路であり、巻線用の銅線がたくさんあり、多くの人がアクセスできません。 コンバーターの電子部品は、正しい選択で、不足しておらず、比較的安価です。
トランジスタやサイリスタをベースにしたさまざまなタイプのコンバータを使ったかなり長い実験の結果、図1に示す回路は次のようになります。 XNUMX.単純なトランジスタコンバータは非常に気まぐれで信頼性が低いことが判明しましたが、トリニスタコンバータはヒューズが飛ぶまで損傷することなく出力短絡に耐えます。 さらに、サイリスタはトランジスタよりもはるかに熱くなりません。 簡単にわかるように、回路設計はオリジナルではありません。通常のシングルサイクルコンバータであり、設計が単純でコンポーネントが少ないという利点があります。このデバイスは、古いテレビの多くのラジオコンポーネントを使用します。 そして最後に、それは実質的に調整を必要としません。 溶接機の主な特徴は次のとおりです。: 溶接電流の規制限界、A ..... 40 ... 130 アイドル時の電極の最大電圧V........................................。 .90 ネットワークから消費される最大電流、A.................................................20 周波数 50 Hz の AC 主電源の電圧、V ................................ 220 溶接電極の最大直径、mm ..................... 3 負荷時間 (PN)、%、空気温度 25 °C および出力電流で 100A.................................60
装置の寸法、mm.................................350x 180x 105 供給ケーブルと電極ホルダーを含まないデバイスの質量、kg ....................... 5,5 溶接電流の種類 - 一定、調整 - スムーズ。 厚さ 3 mm の鋼板を直径 3 mm の電極で突合せ溶接する場合、主電源から機械が消費する定常電流は 10 A を超えません。 溶接電圧は、電極ホルダーにあるボタンによってオンにされます。これにより、一方でアーク点火電圧を高め、電気的安全性を高めることができます。電極ホルダーが解放されると、電圧が電極は自動的にオフになります。 電圧を上げると、アークの点火が容易になり、燃焼の安定性が確保されます。 溶接電圧の逆極性での直接溶接電流の使用により、薄板部品を接続できます。 電源電圧は、ダイオード ブリッジ VD1-VD4 を整流します。 ランプＨＬ１を通って流れる整流電流は、コンデンサＣ５を充電し始める。 ランプは、充電電流リミッタおよびこのプロセスのインジケータとして機能します。 HL1 ランプが消えてから溶接を開始してください。 同時に、電池コンデンサＣ６～Ｃ１７がインダクタＬ１を介して充電される。 HL1 LED の点灯は、デバイスがネットワークに接続されていることを示します。 Trinistor VS6 はまだ閉じられています。 SB1 ボタンを押すと、ユニジャンクション トランジスタ VT25 に組み込まれたパルス発生器が 1 kHz の周波数で始動します。 発生器のパルスが VS2 トリニスタを開き、次に、並列に接続された VS3 ～ VS7 トリニスタを開きます。 コンデンサＣ６～Ｃ１７は、インダクタＬ２および変圧器Ｔ１の一次巻線を通して放電される。 回路チョーク L2 - トランス T1 の一次巻線 - コンデンサ C6-C17 は発振回路です。 回路内の電流の方向が反対に変わると、電流はダイオード VD8、VD9 を通って流れ始め、トリニスタ VS3 ～ VS7 は、トランジスタ VT1 上の発生器の次のパルスまで閉じます。 その後、プロセスが繰り返されます。 変圧器 T1 の巻線 III に現れるパルスは、トリニスタ VS1 を開きます。 これは、ダイオード VD1 ～ VD4 の主整流器をトリニスタコンバータと直接接続します。 HL3 LED は、パルス電圧の生成プロセスを示す役割を果たします。 ダイオード VD11 ～ VD34 は溶接電圧を整流し、コンデンサ C19 ～ C24 は溶接電圧を平滑化し、それによって溶接アークの点火を促進します。 スイッチ SA1 は、少なくとも 16 A の電流を流すパケットまたはその他のスイッチです。セクション SA1.3 は、オフになるとコンデンサ C5 を抵抗 R6 に接続し、このコンデンサを急速に放電します。これにより、感電の心配なくデバイスの検査と修理が可能になります。 VN-2 ファン (スキームに従って M1 電気モーターを搭載) は、デバイスのコンポーネントを強制的に冷却します。 強力でないファンは推奨されません。そうでない場合は、複数のファンを取り付ける必要があります。 コンデンサ C1 - 220 V の交流電圧で動作するように設計されたもの。 整流ダイオード VD1 ～ VD4 は、少なくとも 16 A の電流と少なくとも 400 V の逆電圧の定格が必要です。サイズ 60x15 mm、厚さ 2 mm のアルミニウム合金製の板状のコーナー ヒートシンクに取り付ける必要があります。 . 単一のコンデンサ C5 の代わりに、それぞれ少なくとも 400 V の電圧に対して並列に接続された複数のバッテリーを使用できますが、バッテリー容量は図に示されているものよりも大きい場合があります。 チョークL1は、スチール製の磁気コアPL12,5x25-50で作られています。 巻線がそのウィンドウに配置されている場合は、同じまたはより大きな断面の他の磁気回路も適しています。 巻線は175ターンのワイヤーPEV-2で構成されています（より小さな直径のワイヤーは使用できません！）。 磁気回路には、1,32〜0,3mmの非磁性ギャップが必要です。 チョークインダクタンス-0,5±40μH。 コンデンサ C6 ～ C24 の誘電正接は小さく、C6 ～ C17 の動作電圧も 1000 V 以上である必要があります。私がテストした最高のコンデンサは、TV で使用されている K78-2 です。 このタイプの異なる容量のより広範なコンデンサを使用して、総容量を図に示されているものや、輸入されたフィルムのものにすることができます。 低周波回路で動作するように設計された紙やその他のコンデンサを使用しようとすると、通常、しばらくすると故障につながります。 SCR KU221 (VS2-VS7) は、文字インデックス A、または極端な場合には B または G で使用することをお勧めします。実際に示されているように、デバイスの動作中、SCR のカソード端子は著しく熱くなります。ボード上のはんだ接合部の破壊や、トリニスタの故障にさえつながります。 いずれかのピストンチューブが厚さ 0,1 のスズメッキ銅箔でできていると、信頼性が高くなります。 ピストン (包帯) は、リードのほぼ根元までの長さ全体をカバーする必要があります。 トリニスタを過熱しないように、すばやくはんだ付けする必要があります。 質問があります。比較的低電力のトリニスターを複数設置する代わりに、強力なトリニスターを 221 つ設置することは可能ですか? はい、KU25A トリニスタよりも周波数特性が優れている (または少なくとも同等の) デバイスを使用する場合に可能です。 しかし、たとえばPMシリーズやTLシリーズから入手できるものの中には、何もありません。 低周波デバイスへの移行により、動作周波数が 4 から 6 ... XNUMX kHz に引き下げられます。これにより、デバイスの最も重要な特性の多くが低下し、溶接中に大きなきしみ音が発生します。 さらに、3 つの強力なトリニスターは、並列に接続された複数のトリニスターよりも信頼性が低いことがわかっています。 XNUMX mm以上の厚さのXNUMXつの熱除去プレートにトリニスタのグループを取り付けるだけで十分です。 電流均等化抵抗 R14-R18 (C5-16 V) は溶接中に非常に熱くなる可能性があるため、実験的に値を選択する必要がある電流で焼成または加熱することにより、設置前にプラスチックシェルから解放する必要があります。 ダイオード VD8 と VD9 は、トリニスタ付きの共通のヒートシンクに取り付けられ、VD9 ダイオードはマイカ ガスケットでヒートシンクから分離されています。 KD213Aの代わりに、KD213BとKD213V、およびKD2999B、KD2997A、KD2997Bが適しています。 ダイオードとサイリスタを取り付けるときは、熱伝導ペーストの使用が必須です。 インダクタL2は、直径11〜4 mmのマンドレルに巻かれた、耐熱絶縁で断面積が2mm12以上の14ターンのワイヤのフレームレススパイラルです。 溶接時のスロットルは非常に高温であるため、スパイラルを巻くときは、ターン間に1〜1.5 mmのギャップを設け、ファンからの空気の流れの中にスロットルを配置する必要があります。
T1 トランスの磁気回路は、フェライト 30NMS-16 (古いテレビの横型トランスに使用されていた) から 3000 つの PK1x2 磁気回路が折り畳まれて構成されています。 一次巻線と二次巻線はそれぞれ 1,68 つのセクションに分割され (図 10,4 を参照)、ワイヤ PSD2x4 をガラス繊維絶縁体で巻いて、に従って直列に接続します。 一次巻線には 2x2 ターン、二次巻線には XNUMXxXNUMX ターンが含まれます。 セクションは、特別に作られた木製のマンドレルに巻き付けられます。 セクションは、直径 0,8 ～ 1 mm のスズメッキ銅線で作られた 10 つの包帯によって、ほどけないように保護されています。 包帯の幅 - 11...XNUMX mm。 各包帯の下に電気段ボールのストリップを置くか、グラスファイバーテープを数回巻きます。 巻いた後、包帯ははんだ付けされます。 各セクションの包帯のXNUMXつは、その始まりの出力として機能します。 これを行うには、シュラウドの下の絶縁体を作成して、シュラウドが内側からセクション巻線の始点に直接接触するようにします。 巻いた後、包帯はセクションの始めにはんだ付けされ、コイルのこのセクションから絶縁体が事前に除去され、錫メッキされます。 巻線Iは最も厳しい熱条件で動作することに留意する必要があります. このため、そのセクションを巻くときおよび組み立て中に、ターン間に短く挿入することにより、ターンの外側部分の間にエアギャップを設ける必要があります,耐熱接着剤、グラスファイバーインサートで潤滑。 一般に、巻線の空隙が多いほど、トランスからの熱除去がより効率的になります。 ここで、絶縁なしで同じセクション1,68x10,4 mm2のワイヤを使用して、上記のインサートとガスケットで作成された巻線セクションは、同じ条件下でよりよく冷却されることに注意することも適切です。 次に、一次巻線の両方のセクションを重ねて、巻線の方向 (端から数えて) が反対になり、端が同じ側になるようにします (図 2 を参照)。 接触している包帯ははんだ付けによって接続されており、セクションのリードとして機能するフロントのものにセクションを作成する短いワイヤの形の銅パッドをはんだ付けすることをお勧めします。 その結果、トランスの剛性のあるワンピースの一次巻線が得られます。 二次も同じように作られています。 違いは、セクションのターン数と、中間点から出力を提供する必要があるという事実だけです。 巻線は、厳密に定義された方法で磁気回路に取り付けられています。これは、VD11 - VD32 整流器を正しく動作させるために必要です。 上部巻線セクション I の巻線方向 (変圧器を上から見た場合) は、L2 チョークに接続する必要がある上部端子から開始して反時計回りにする必要があります。 反対に、上部巻線セクションIIの巻線方向は時計回りで、上部出力から始まり、VD21-VD32ダイオードブロックに接続されています。 巻線 III は、少なくとも 0,35 V の電圧に耐えることができる耐熱絶縁の直径 0,5 ... 500 mm の任意のワイヤのコイルです。側面から磁気回路の任意の場所に最後に配置できます。一次巻線。
溶接機の電気的安全性を確保し、トランスのすべての要素を気流で効果的に冷却するには、巻線と磁気ワイヤの間に必要なギャップを維持することが非常に重要です。 このタスクは、アセンブリの最終組み立て中に巻線に配置された1,5つの固定プレートによって実行されます。 プレートは、図の図面に従って、厚さ 3 mm のグラスファイバーでできています。 XNUMX.プレートの最終調整後、耐熱接着剤で固定することをお勧めします。 変圧器は、直径3mmの真ちゅうまたは銅線から曲げられた0,2つのブラケットで装置のベースに取り付けられています。 同じブラケットが磁気回路のすべての要素の相互位置を固定します。 変圧器をベースに取り付ける前に、0,3セットの磁気回路のそれぞれの半分の間に、厚さXNUMX〜XNUMX mmの電気板紙、ゲティナック、またはテキスタイルで作られた非磁性ガスケットを挿入する必要があります。 変圧器の製造には、断面積が少なくとも 5,6 cm2 の他のサイズの磁気コアを使用できます。 たとえば、フェライト 20NM28 の W16x20 または 2000 セットの W 1xXNUMX が適しています。 装甲磁気回路の巻線 I は、XNUMX ターンの単一セクションの形で作られ、巻線 II は、上記と同様に、XNUMX ターンの XNUMX つのセクションから作られています。
ダイオードVD11-VD34の溶接整流器は、本棚の形で作られた構造的に別のユニットです（図4を参照）。 ダイオードの各ペアが、サイズ 44x42 mm、厚さ 1 mm のアルミニウム合金シートで作られた 3 つの熱除去プレートの間に配置されるように組み立てられます。 パッケージ全体は、厚さ 2 mm の XNUMX つのフランジ (プレートと同じ材料) の間の直径 XNUMX mm の XNUMX つの鋼製ねじ付きスタッドによって引き寄せられ、XNUMX 枚のボードが両側でねじ込まれ、整流器のリードを形成します。 ブロック内のすべてのダイオードは同じ方向に向けられており（図ではカソードリードが右側になっています）、リードはボードの穴にはんだ付けされています。これは、整流器とデバイスの共通の正のリードとして機能します。全体。 ダイオードのアノード端子は、XNUMX番目のボードの穴にはんだ付けされています。 その上にXNUMXつのグループの結論が形成され、スキームに従って変圧器の巻線IIの極端な結論に接続されます。 整流器を流れる総電流が大きいことを考慮して、50つの端子はそれぞれ長さ4 mmの数本のワイヤで構成され、それぞれが独自の穴にはんだ付けされ、反対側の端ではんだ付けされています。 XNUMX個のダイオードのグループがXNUMXつのセグメントに接続されています。そのうちのXNUMX個（XNUMX個）、XNUMX番目のボードはすべてのダイオードの共通点を備えています（XNUMX個）。 断面積がXNUMXmm以上のフレキシブルワイヤーを使用することをお勧めします。 同様に、デバイスのメインプリント回路基板からの大電流グループ出力が行われます。 整流器ボードは、厚さ 0,5 mm のフォイル グラスファイバー製で、錫メッキされています。 各ボードの 4 つの狭いスロットは、熱変形時のダイオード リードへのストレスを軽減するのに役立ちます。 同じ目的のために、ダイオードのリードは、図に示すようにモールドする必要があります。 四。 溶接整流器では、より強力なダイオード KD2999B、2D2999B、KD2997A、KD2997B、2D2997A、2D2997B を使用することもできます。 その数は少ないかもしれません。 そのため、装置のバリエーションの2つでは、2997つの2DXNUMXAダイオードの整流器が正常に機能しました（一方のアームにXNUMXつ、他方のアームにXNUMXつ）。 ヒートシンクプレートの面積は同じままで、厚さを最大XNUMX mmまで増やすことができました。 ダイオードはペアではなく、各コンパートメントにXNUMXつずつ配置されました。 出版物：radioradar.net
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