Устройство и особенности осциллятора для инвертора

Устройство и особенности осциллятора для инвертора

Осуществляя сварочные работы при помощи электрического аппарата, важно, чтобы дуга хорошо зажигалась. Выполняя сварку стальных элементов, это легко достигается за счет протекания высоких токов. Но даже в этом случае в первоначальный момент времени часто приходится несколько раз постукивать электродом о заготовку. При малых токах получить стабильную дугу более сложно. Проблема решается, если использовать осциллятор для сварочного инвертора.

Принцип действия и назначение

Применение осциллятора позволяет обеспечить бесконтактный розжиг дуги, что существенно облегчает задачу сварщика, а также влияет на стабильность электрической дуги в процессе работы. Хотя мы отметили, что устройство является обособленным элементом, иногда оно интегрировано в сварочный инвертор, то есть, источник питания и осциллятор находятся в одном корпусе. При достаточном объеме знаний в области электроники и электричества возможно изготовление самодельного осциллятора. Именно на этом обычно концентрируют свое внимание читатели, так как экономия денежных средств всегда выглядит привлекательно.

Начнем с того, что сформулируем основную идею работы данного устройства. При работе сварочного инвертора на электроды подается напряжение 220 В. Если сварка ведется переменным током, то его частота составляет 50 Гц. «Поверх» этого напряжения в импульсном режиме подается высокая разность потенциалов и высокая частота. Количество таких импульсов, как правило, невелико. Добавочный высокочастотный ток должен лишь разжечь дугу. На это уходят доли секунды. Для качественно оценки следует подчеркнуть, что амплитуда колебаний напряжения достигает 6 кВ, а частота при этом составляет 500 кГц. Но за счет малой продолжительности импульса мощность электрического тока не превышает 300 Вт.

Среди пользователей возникает лаконичный вопрос: «Может ли осциллятор генерируемым током проводить сварку металлов?». Действительно, это было бы логично, однако низкая мощность не позволяет расплавить металл и присадку, поэтому импульс используется исключительно для пробоя воздушного зазора. В задачи сварщика входит лишь приближение электрода на расстояние примерно 5 мм и нажатие кнопки. В осцилляторах интегрированного типа кнопка локализуется прямо на держателе. Длительность импульса соответствует времени удержания кнопки. Далее сварка проводится в обычном режиме.

Высокочастотный ток протекает через диэлектрик (воздух) после активной ионизации. Практически моментально возникает дуговой разряд. Одновременно ионизированный воздух становится проводником, и основной ток сварочного аппарата течет, образуя электрическую дугу. Если процесс сварки автоматизирован и инвертор обладает микропроцессором, то осциллятор в процессе формирования шва автоматически включается при необходимости, когда возникает тенденция гашения дуги. Примером может служить ситуация с перепадом напряжения или случайного движения руки сварщика в сторону. В результате работы осциллятора можно получить качественный и равномерный шов.

Устройство

Таким образом, применение осциллятора для сварки позволяет повысить стабильность работы сварочного аппарата и качество выполняемой работы за счет обеспечения следующих возможностей:

  • дистанционный розжиг электрической дуги;
  • сохранение устойчивости дуги при случайном изменении величины воздушного зазора.

Основными элементами осциллятора являются: трансформатор, обеспечивающий повышение сетевого напряжения 220 Вольт до 3 – 6 кВ, колебательный контур, генерирующий колебания высокой частоты, а также искровой промежуток.

Очень часто осцилляторы используются совместно с аппаратами аргонодуговой сварки, поскольку именно такими аппаратами производятся работы с цветными металлами. В этом случае, включение прибора синхронизируется с клапаном, открывающим каналы подачи аргона.

Обслуживание и эксплуатация сварочного осциллятора

Основополагающим правилом является безопасность и надёжность функционирования осциллятора. С этой целью необходимо:

  1. Периодически контролировать работоспособность блокировочного конденсатора, поскольку в противном случае сварщик может быть поражён низкочастотной составляющей сварочного тока.
  2. Все регулировки и настройки выполнять при отключении устройства от питающей электросети.
  3. Регулярно очищать электроды разрядника от нагара.
  4. Проверять частоту импульсов, которые выдаёт осциллятор: их частота должна быть в пределах 10..40 мкс.

Следует помнить, что наличие двойного колебательного контура в сварочном осцилляторе – источник наведения довольно сильных помех в радиосвязи.

Как сделать осциллятор для сварки своими руками

Осуществляют сборку из готовых узлов и распространенных деталей, которые несложно приобрести или извлечь из других электротехнических приборов и старого электрооборудования. Сделать самодельный осциллятор «с нуля» невозможно. Слишком сложная схема.

Устройство базируется на входном повышающем трансформаторе. Вместо нее умельцы используют катушку зажигания. Этот узел необходим для преобразования низковольтного напряжения, поступающего от аккумулятора, в высоковольтное. Автомобильная катушка способна создавать напряжение до 400 В. За счет этого генерируется электроимпульс на свече. Вторая катушка выполняет функцию фильтра, защищает от вероятных значительных колебаний тока.

Изготовление осциллятора, предназначенного для ручной или аргонной сварки, предусматривает формирование печатной платы своими руками. Обычно блоки располагаются следующим образом:

  • посередине размещают колебательный контур, отсеивающий низкочастотный ток;
  • в левой части – повышающий трансформатор, преобразующий стандартное электропитание с высокочастотный ток; устанавливают предохранители, монтируют блок управления;
  • справа – индуктивную катушку, лучше сделать сдвоенный вариант, тогда контур будет работать стабильно.

Конденсатор должен иметь двойной запас по напряжению. Для первого контура оптимальный параметр – 500 В (выбирают емкость 0,3 мФ), для второго – 4 кВ (конденсатор 1 микрофарад).

При выборе варистора следует учитывать, что нужна обмотка для второго касакада с показателями 150 вольт, для первого достаточно 100.

Катушки индуктивности можно изготовить самостоятельно. Это – обмотанные проволокой (диаметр до 2 мм) стержни из ферромагнитного сплава. На первой делают 7 витков, на второй только 6 (это фильтр, сглаживающий амплитудные скачки).

Трудности возникают при изготовлении разрядника. Он формирует мощную искру, является частью колебательного контура. Лучше найти готовый узел. Собранную плату размещают в корпусе, защищающим детали от пыли. Желательно предусмотреть охлаждающий вентилятор.

После сборки осциллятор для сварки необходимо проверить. Один контакт выводится на зажим, другой к держателю или сварочной горелке. Правильно собранный сварочный осциллятор своими руками будет работать долго, самоделки служат порой дольше заводских аналогов.

Правила эксплуатации осцилляторов

Применение осциллятора для сварки алюминия, других цветных металлов или нержавеющей стали требует соблюдения ряда несложных правил, которые сделают работу с таким устройством комфортной и безопасной.

  • Использовать осцилляторы можно как в помещениях, так и вне их.
  • Не рекомендуется применение сварочных осцилляторов на открытом воздухе, если на улице идет дождь или снег.
  • Работать с такими устройствами разрешается при температуре окружающего воздуха от –10 до +40 градусов Цельсия.
  • Использовать осцилляторы допустимо при уровне влажности окружающего воздуха, не превышающей 98%.
  • Атмосферное давление, при котором можно использовать такие устройства, должно находиться в интервале 85–106 килопаскалей.
  • Не рекомендуется использовать такое устройство в помещениях, атмосфера которых сильно загрязнена пылью, едкими парами и газами, которые могут разрушить изоляцию и металл.
  • Начинать работу со сварочным осциллятором можно лишь в том случае, если он надежно заземлен.
  • Перед началом работы всегда следует проверять, правильно ли устройство подключено в сварочную цепь и исправны ли его контакты.
  • Кожух осциллятора в процессе выполнения сварочных работ всегда должен быть надет на него, снимать его можно только тогда, когда устройство отключено от электрической сети.
  • Рабочая поверхность разрядника должна всегда содержаться в чистоте, на ней не должно быть следов нагара. В случае появления нагара от него необходимо избавиться с помощью шлифовальной шкурки.

Такое устройство, которое поможет вам выполнять сварку цветных металлов и нержавейки, можно не только купить, но и сделать своими руками.

Разновидности самодельных осцилляторов

В зависимости от выполняемых сварочных работ, можно создать осциллятор своими руками, с постоянным или кратковременным действием. Если требуется работа с тонкими листами металла на малых токах, то лучше подойдет первый вариант. Устройство будет накладывать на ток, выдаваемый сварочным аппаратом, дополнительное напряжение 3000В с высокой частотой в 200 кГц. Вследствие чего розжиг электрода станет осуществляться при малейшем поднесении к изделию, а в процессе ведения шва горение дуги будет стабилизироваться и поддерживаться. Несмотря на высокие показатели напряжения, этот ток будет безопасен для жизни сварщика. Рекомендуется последовательное подключение такого аппарата в схему. При параллельном потребуется дополнительная установка защиты от напряжения.

Читайте также  Чертеж стеллажа из дерева

Для работы с алюминием, который сваривается только на переменном токе, больше подойдет вторая самодельная модель осциллятора, где рабочий эффект заключается в кратковременном импульсе. Последний зажигает дугу при поднесении горелки к изделию на расстояние 5 мм. Эту же функцию осциллятора используют и при плазменной резке, а также в работе с инверторами, или аргоновыми аппаратами для сварки нержавейки. Во время работы на переменном токе его полярность постоянно меняется. Это может затруднять стабильность горения и повторные розжиги. Осциллятор содействует мгновенному зажиганию дуги в таких условиях.

Осциллятор своими руками

Несмотря на то, что на рынке предлагаются сварочные осцилляторы самых разных моделей, может возникнуть необходимость соорудить такой аппарат самостоятельно. Реализация такой идеи вполне реальна, сделать это устройство своими руками – задача не из самых простых, но и не бином Ньютона.

Для начала убедитесь в том, что сварочный осциллятор своими руками вам действительно нужен и рентабелен.

Схема подключения осциллятора.

Вот какие факторы помогут вам в этом:

  • Вы собираетесь варить нержавейку, алюминий или цветные металлы.
  • Вы используете постоянный или переменный ток с напряжением.
  • Мощность тока не превышает 250 Вт.
  • Вторичное полученное напряжение должно быть равно или выше 2500 В.

Если у вас есть сварочный преобразователь, работа пойдет намного легче: ваш постоянно действующий аппарат будет подключаться к сварочной сети последовательно, что значительно проще. Кроме того, дуга будет вести себя намного лучше.

Она будет устойчиво гореть, и ее можно будет поджигать без контакта со свариваемой поверхностью вне зависимости от силы тока.

[box type=”fact”]Осциллятор лучше собирать на прямоугольной плате. Высокочастотный трансформатор в компании с предохранителем и цепью управления размещаем слева, дроссель – справа. А в центре установим два конденсатора: колебательного контура и второй блокировочный для изоляции тока низкой частоты от всей сварочной цепи.[/box]

Подобрать оптимальный трансформатор помогут характеристики тока, которые требуются во второй обмотке. Катушка индуктивности должна быть сдвоенной – так надежнее. Если у вас последовательно соединены два колебательных контура, ток и напряжение будут стабильными.

Электрическая схема прибора.

Колебательные контуры должны быть одинаковыми и должны состоять из следующих компонентов:

  • конденсатора;
  • варистора напряжения;
  • катушки индуктивности из ферритового стержня.

Разрядник требует особой жесткой платы, так как при срабатывании температура должна понижаться. Вольфрамовые электроды должны быть не меньше 2-х мм в диаметре, их нужно разместить строго параллельно, для этого их торцуют. Ширина зазора между ними регулируется винтом.

Первый каскад подключаем к клеммам инвертора, а второй каскад – к сварочной горелке и свариваемой заготовке. Для высокой стабильности работы к вторичной обмотке второго каскада нужно подключить катушку с отдельным питанием от аккумулятора.

Обязательное требование – корпус должен быть устойчивым к влаге, и со специальными отверстиями для вентиляции.

Поняв, что такое осциллятор, необходимо также изучить и твердо запомнить следующие основные правила его эксплуатации:

  • Устройство можно использовать как в помещении, так и на улице;
  • Нельзя пользоваться устройством в дождь, снег, при высокой влажности воздуха;
  • Нельзя пользоваться осциллятором в условиях высокой концентрации в воздухе газов и паров агрессивных веществ, способных повредить изоляцию устройства;
  • В процессе эксплуатации устройство необходимо периодически разбирать и продувать от пыли, очищать контакты разрядника, производить визуальный осмотр управляющей платы и других радиодеталей на предмет отсутствия признаков выхода из строя.

Таким образом, использование осциллятора для самодельного плазмореза или инвертора позволяет значительно облегчить работу с этими аппаратами, улучшить качество выполняемых с их помощью работ, сэкономить затрачиваемое на это время.